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      古老的蛋白質(zhì)靈活性可以驅(qū)動(dòng)新功能
      
			
      
				2019-02-01 11:17:57
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      壓力荷爾蒙抑制免疫系統(tǒng)的機(jī)制，實(shí)際上可能是幾億年前的進(jìn)化，這種機(jī)制在進(jìn)化中似乎相對(duì)較新。一種稱為糖皮質(zhì)激素受體或GR的蛋白質(zhì)，對(duì)應(yīng)激激素皮質(zhì)醇有反應(yīng)，可以采用兩種不同的形式結(jié)合DNA：一種用于激活基因活性，一種用于抑制它。
      

      古老的蛋白質(zhì)靈活性可以驅(qū)動(dòng)新功能
      

      在12月28日發(fā)表在PNAS上的一篇論文中，科學(xué)家展示了進(jìn)化微調(diào)如何模糊了GR采用不同形狀的能力的起源。埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)副教授埃里克·奧特倫德博士說(shuō)：“這突出了最終發(fā)展新功能的蛋白質(zhì)是如何具有這些能力的，因?yàn)樗鼈兙哂徐`活性，在其進(jìn)化史的開(kāi)端。”
      

      GR是類固醇受體蛋白家族的一部分，其控制細(xì)胞對(duì)雌激素，睪酮和醛固酮等激素的反應(yīng)。我們的基因組包含編碼每個(gè)基因的獨(dú)立基因?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這個(gè)家族是由原始脊椎動(dòng)物中存在的單一祖先的分支基因重復(fù)進(jìn)化而來(lái)的。
      

      當(dāng)GR打開(kāi)基因時(shí)，兩個(gè)蛋白質(zhì)分子在與DNA結(jié)合時(shí)相互掌握。當(dāng)它關(guān)閉基因時(shí)，兩個(gè)蛋白質(zhì)分子在DNA螺旋的相對(duì)側(cè)結(jié)合，采用略微不同的形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)。抑制模式被認(rèn)為是皮質(zhì)醇和GR對(duì)免疫系統(tǒng)的抑制作用的原因。其他類固醇受體家族成員僅在激活模式下結(jié)合DNA。
      

      來(lái)自芝加哥大學(xué)(Joe Thornton)，喬治亞州(Ivaylo Ivanov)和斯克里普斯研究所(Douglas Kojetin)的合作者，Ortlund的實(shí)驗(yàn)室一直在研究現(xiàn)已滅絕的生物體中類固醇受體的結(jié)構(gòu)和功能。研究人員通過(guò)計(jì)算機(jī)分析然后合成來(lái)“復(fù)活”古老的蛋白質(zhì)。他們驚訝地發(fā)現(xiàn)祖先的類固醇受體 - 產(chǎn)生現(xiàn)代類固醇受體，包括GR(見(jiàn)圖) - 可以在激活和抑制模式下結(jié)合DNA。
      

      “我們首先測(cè)試了現(xiàn)今的受體，并且發(fā)現(xiàn)只有五種類固醇受體中的GR才具有抑制性結(jié)合DNA的能力，”主要作者Will Hudson博士說(shuō)，他是Emory的前分子和系統(tǒng)藥理學(xué)研究生。“所以我們假設(shè)遺傳資源的這種獨(dú)特功能在進(jìn)化過(guò)程中必定是一個(gè)相對(duì)較新的發(fā)展。”“相反，看起來(lái)GR的抑制性DNA結(jié)合活動(dòng)可以追溯到后來(lái)，隨后的突變使除了GR之外的其他家族成員關(guān)閉了這種活動(dòng)，”Ortlund說(shuō)。
      

      另外的研究表明，抑制類固醇家族成員壓抑DNA結(jié)合能力的突變不會(huì)影響直接接觸DNA的蛋白質(zhì)部分。相反，它們影響了它的靈活性和采用不同形狀的能力。“這增加了證據(jù)表明祖先蛋白質(zhì)獲得不同構(gòu)象而不是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的能力對(duì)于它們發(fā)展新功能的潛力很重要，”Ortlund說(shuō)。
      
			

			
        
      
			
      
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