圣安東尼奧德克薩斯大學(xué)健康科學(xué)中心的研究提供了關(guān)于“熱休克蛋白”的基本新理解，也被稱為“伴侶蛋白”。這些蛋白質(zhì)首先在受熱的細(xì)胞中鑒定，在許多壓力和非壓力的代謝條件下非常重要。它們保持適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)功能，并且重要的是，防止受損蛋白質(zhì)的不適當(dāng)積累。例如，受損蛋白質(zhì)如β淀粉樣蛋白，tau蛋白和突觸核蛋白的積累被認(rèn)為在諸如阿爾茨海默氏病和帕金森氏病的腦疾病的發(fā)展中非常重要。

8月1日，自然結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)雜志，由Rui Sousa博士領(lǐng)導(dǎo)的健康科學(xué)中心研究小組，以及醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教授Eileen M. Lafer博士介紹數(shù)據(jù)顯示熱休克蛋白如何分解蛋白質(zhì)復(fù)合物。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)分子量為70(Hsp70s)的熱休克蛋白質(zhì)被招募到蛋白質(zhì)復(fù)合物中時(shí)，而不是簡(jiǎn)單地與這些復(fù)合物結(jié)合，Hsp70s與它們碰撞并產(chǎn)生溶解復(fù)合物的力。

“沒(méi)有人知道熱休克蛋白如何分解壞蛋白復(fù)合物，”索薩博士說(shuō)。“在分子水平上，一切都在移動(dòng)，碰撞和撞擊，并粉碎到細(xì)胞的其他組成部分。我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)將Hsp70移動(dòng)到需要它們的位置。一旦發(fā)生這種情況，碰撞壓力就會(huì)將事情分開。”

模型系統(tǒng)

之前收集這些信息的嘗試失敗了，因?yàn)樗芯康牡鞍踪|(zhì)過(guò)于異質(zhì) - 具有太多不同的大小，形狀和作用 - 以分離Hsp70的行為。

UT健康科學(xué)中心團(tuán)隊(duì)研究了網(wǎng)格蛋白，這是一種大小和形狀均勻的蛋白質(zhì)，對(duì)于制造運(yùn)輸其他蛋白質(zhì)的細(xì)胞內(nèi)籠子非常重要。以前的網(wǎng)格蛋白只能從動(dòng)物標(biāo)本中獲得，因此很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作。當(dāng)她能夠使用重組DNA技術(shù)首次在細(xì)菌中培養(yǎng)網(wǎng)格蛋白時(shí)，Lafer博士取得了技術(shù)突破。然后可以對(duì)網(wǎng)格蛋白進(jìn)行遺傳工程以進(jìn)行機(jī)械研究。

Lafer博士生長(zhǎng)了類似微觀足球的網(wǎng)格“網(wǎng)箱”形狀，為Sousa博士和團(tuán)隊(duì)研究Hsp70碰撞產(chǎn)生的力提供了生物原料?？梢圆倏v網(wǎng)格蛋白模型系統(tǒng)以產(chǎn)生精確的結(jié)果。

破壞機(jī)器

Sousa博士給出了這項(xiàng)研究的類比：熱休克蛋白就像一個(gè)有斧頭的工人，當(dāng)他搬到木樁上時(shí)，開始擺動(dòng)。木樁代表蛋白質(zhì)復(fù)合物?？茖W(xué)家們給予工人厚厚的樹木和薄薄的樹木，以及細(xì)長(zhǎng)的木頭和堅(jiān)硬的木頭。他們改變木樁的角度和其他變量，以了解它如何影響劈砍。

通過(guò)用重組DNA技術(shù)制備網(wǎng)格蛋白的變體，團(tuán)隊(duì)成員能夠以允許它們確定Hsp70將其分開的機(jī)制的方式操縱該生物材料。

“這項(xiàng)工作是一次巡回演出，需要將特殊的生物化學(xué)和分子遺傳技術(shù)融合在一起，深刻理解物理化學(xué)的原理，”健康科學(xué)生物化學(xué)系主任Bruce Nicholson博士說(shuō)。中央。“對(duì)蛋白質(zhì)化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)最基本方面的這種見(jiàn)解通常是在這種情況下，由好奇心驅(qū)動(dòng)，以找出驅(qū)動(dòng)我們身體的分子機(jī)器是如何工作的。但是，從科學(xué)好奇心的這些基本追求中，往往會(huì)產(chǎn)生干擾。對(duì)人類健康有很大好處。“

Hsp70在疾病

了解Hsp70行為可能與人類疾病有關(guān)。通過(guò)增加Hsp70功能，科學(xué)家們?cè)陲w行模型中治愈了神經(jīng)退行性疾病亨廷頓氏癥。癌癥是另一個(gè)有趣的焦點(diǎn)。腫瘤依賴Hsp70s存活，因此降低Hsp70功能是癌癥研究的一個(gè)主題。

“這是一項(xiàng)令人印象深刻的研究，不僅可以提高我們對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的理解，還可以為神經(jīng)退行性疾病帶來(lái)治療發(fā)現(xiàn)，”醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)兼醫(yī)學(xué)事務(wù)執(zhí)行副總裁FranciscoGonzález-Scarano博士說(shuō)。健康科學(xué)中心。“這是對(duì)那些提出難題并開發(fā)工具來(lái)回答這些問(wèn)題的科學(xué)家的致敬。我向團(tuán)隊(duì)表示祝賀。”

“我們攻擊了這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗羌?xì)胞生物學(xué)中一個(gè)非常重要的問(wèn)題，”Lafer博士說(shuō)。“我們沒(méi)有這樣做，因?yàn)槲覀兿胍委熒窠?jīng)退行性疾病或癌癥。但是，我們知道，當(dāng)我們攻擊科學(xué)和生物學(xué)中非常重要的問(wèn)題時(shí)，它最終會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化應(yīng)用。”

“有時(shí)作為科學(xué)家，你只需要增加對(duì)世界運(yùn)作方式的理解，”索薩博士說(shuō)。“這是科學(xué)家們想知道的。”

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位于圣安東尼奧的德克薩斯大學(xué)健康科學(xué)中心擁有教學(xué)，研究和治療的使命，是該國(guó)領(lǐng)先的健康科學(xué)大學(xué)之一。它的醫(yī)學(xué)，護(hù)理，牙科，衛(wèi)生專業(yè)和生物醫(yī)學(xué)科學(xué)學(xué)院已經(jīng)培養(yǎng)了33,000名校友，他們正在全世界范圍內(nèi)推廣自己的領(lǐng)域。該大學(xué)在圣安東尼奧和拉雷多設(shè)有六個(gè)校區(qū)，其16財(cái)年?duì)I收預(yù)算為8.018億美元，是該社區(qū)306億美元生物醫(yī)藥和醫(yī)療保健行業(yè)的主要推動(dòng)力。