10月26 日， 大自然將發(fā)表一項(xiàng)研究，推翻了幾十年前的一種蛋白質(zhì)動(dòng)作模型，該蛋白質(zhì)對(duì)于活細(xì)胞中的許多過(guò)程至關(guān)重要。FOM研究所AMOLF和海德堡大學(xué)的研究人員表明，蛋白質(zhì)Hsp70可以使用可移動(dòng)的蓋子機(jī)械穩(wěn)定折疊的蛋白質(zhì)，從而保護(hù)它們免受壓力和損傷。這種對(duì)蛋白質(zhì)如何相互幫助的見(jiàn)解，提供了對(duì)多種細(xì)胞功能的新視角，并最終可以更好地了解癌癥和帕金森氏癥等疾病，其中蛋白質(zhì)系統(tǒng)失效是其中心。

“蛋白質(zhì)共同控制活細(xì)胞中的幾乎所有過(guò)程。它們短暫結(jié)合，可能催化反應(yīng)，然后再次釋放。大多數(shù)蛋白質(zhì)具有特異性結(jié)合位點(diǎn)和特異性結(jié)合配偶體，但有些具有更普遍的功能”，Sander Tans解釋說(shuō)。調(diào)查這種伴侶蛋白作為AMOLF生物物理學(xué)組的負(fù)責(zé)人。“將它與工具進(jìn)行比較：你可以使用特定工具來(lái)完成某些任務(wù)，但使用通用工具可以解決幾項(xiàng)任務(wù)。伴侶蛋白就像一種通用工具，可以與任何其他蛋白結(jié)合，幫助或阻礙其功能。”

破壞單一蛋白質(zhì)

Tans和他的同事使用光學(xué)鑷子設(shè)置來(lái)研究HsP70的功能。他說(shuō)：“通過(guò)這種技術(shù)，我們可以采集一種蛋白質(zhì)，并以非?？煽氐姆绞綄?duì)其進(jìn)行破壞，只需拉動(dòng)它 - 就像折磨蛋白質(zhì)一樣”。“通常這會(huì)使蛋白質(zhì)分開(kāi)，我們稱(chēng)之為展開(kāi)。令我們驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)Hsp70能夠保護(hù)蛋白質(zhì)并使其保持幾乎完整。當(dāng)Hsp70結(jié)合時(shí)，幾乎不可能拉伸和損傷折疊的蛋白質(zhì)。 “

這是一個(gè)令人驚訝的結(jié)果，因?yàn)镠sp70的教科書(shū)模型說(shuō)，伴侶蛋白喜歡與延伸的肽鏈結(jié)合。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)首次制造或受損時(shí)，這些鏈會(huì)暴露出來(lái)。因此，根據(jù)現(xiàn)有模型，Hsp70穩(wěn)定蛋白質(zhì)的拉伸和未折疊狀態(tài)，但不穩(wěn)定肽鏈折疊的折疊狀態(tài)。

自動(dòng)機(jī)械夾具

“這個(gè)伴侶是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)”，Tans說(shuō)。“當(dāng)它燃燒燃料分子ATP時(shí)，Hsp70大大改變了它的形狀，就像燃燒燃料的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣。蛋白質(zhì)的一部分充當(dāng)打開(kāi)和關(guān)閉的蓋子或杠桿。通常這種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行得非?？?，所以我們停止了我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們添加大量水解的ATP分子(稱(chēng)為ADP)時(shí)，Hsp70長(zhǎng)時(shí)間結(jié)合并穩(wěn)定蛋白質(zhì)。這是有道理的，因?yàn)槲覀儚纳飳W(xué)中知道當(dāng)細(xì)胞受到應(yīng)激時(shí)及其蛋白質(zhì)需要保護(hù)，ADP確實(shí)積累。在其他實(shí)驗(yàn)中，我們也看到蛋白質(zhì)對(duì)高溫具有抗性，因此在HsP70存在下更穩(wěn)定。“

更好地了解蛋白質(zhì)

這項(xiàng)研究表明，現(xiàn)有的HsP70工作模式需要進(jìn)行調(diào)整。“我們應(yīng)該從不同的角度來(lái)看待這個(gè)伴侶在細(xì)胞中的許多功能。

例如，我們的結(jié)果表明，Hsp70可以真正驅(qū)動(dòng)折疊本身，而不僅僅是阻止暴露的蛋白質(zhì)鏈之間的聚集。此外，我們發(fā)現(xiàn)的工作機(jī)制可能允許Hsp70直接結(jié)合折疊的受體，從而調(diào)節(jié)其活性“，Tans說(shuō)。”通過(guò)更好地了解HsP70的作用以及涉及哪些部分，我們最終可以更有效地尋找修復(fù)方法在許多條件下蛋白質(zhì)過(guò)程失敗，它起著重要的作用。“