研究人員在神秘的蛋白質(zhì)質(zhì)量控??制過(guò)程中確定關(guān)鍵參與者
蛋白質(zhì)是我們細(xì)胞的主力,執(zhí)行必要的任務(wù),以保持我們的細(xì)胞 - 和我們的身體 - 正常運(yùn)作。但蛋白質(zhì)只有折疊成正確的形狀才能完成它們的工作。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)錯(cuò)誤折疊時(shí),細(xì)胞可以嘗試通過(guò)重新折疊蛋白質(zhì)或破壞蛋白質(zhì)來(lái)挽救這種情況,但細(xì)胞如何做出這個(gè)決定一直是個(gè)謎。在最近發(fā)表在“ 自然”雜志上的一項(xiàng)研究中,朱迪思·弗萊曼和她的團(tuán)隊(duì)確定了這一決定中的關(guān)鍵分子。她將這一基本知識(shí)視為治療許多人類疾病的第一步,包括阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥等神經(jīng)退行性疾病,以及當(dāng)細(xì)胞無(wú)法消除錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)時(shí)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致的癌癥。
“我們需要了解細(xì)胞如何在分子水平上做出決定才能開發(fā)出治療方法,”她說(shuō)。“但首先我們必須定義組件和途徑。”
要重新折疊還是不重新折疊?
訣竅是在消除不良蛋白質(zhì)和挽救可修復(fù)的蛋白質(zhì)之間找到適當(dāng)?shù)钠胶恻c(diǎn)。
“細(xì)胞需要找到一個(gè)質(zhì)量控制的最佳位置,它會(huì)降解錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì),使它們不會(huì)積累并具有毒性,但在降解所有物質(zhì)方面并不太熱心 - 包括可以起作用的蛋白質(zhì),”Frydman說(shuō)。
經(jīng)過(guò)大約十年的工作,F(xiàn)rydman和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞是如何確定最佳位置所在。責(zé)任在于兩組蛋白質(zhì) - 稱為泛素連接酶和分子伴侶 - 共同決定如何處理錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)。
泛素連接酶將各種支鏈遍在蛋白鏈粘附到錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)上的特定位置。根據(jù)標(biāo)簽的位置和類型,單元格決定是否銷毀或重新折疊。
已知兩組蛋白質(zhì)在細(xì)胞中發(fā)揮其他作用,但這是第一個(gè)證據(jù)表明它們?cè)诎邢蝈e(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)中具有雙重作用。“分子伴侶,就像人類分子伴侶一樣,幫助新制造的或其他未成熟的蛋白質(zhì)達(dá)到成熟的功能狀態(tài),”弗里德曼說(shuō)。“我很驚訝伴侶蛋白也是決定降解錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的一部分。”
劃分決定
在研究細(xì)胞如何確定哪些錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)被破壞時(shí),研究小組發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的東西:細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞的主要區(qū)域和細(xì)胞DNA所在的細(xì)胞核的選擇過(guò)程不同。
“我們認(rèn)為這反映了對(duì)嚴(yán)格的蛋白質(zhì)質(zhì)量控??制必須具備的不同要求,”Frydman說(shuō)。在細(xì)胞質(zhì)中 - 新產(chǎn)生的蛋白質(zhì)處于折疊過(guò)程中 - 細(xì)胞會(huì)盡量不過(guò)早降解蛋白質(zhì)。細(xì)胞可能會(huì)降低破壞細(xì)胞核中錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),以避免它們干擾重要的遺傳信息。
Frydman和她的團(tuán)隊(duì)仍然對(duì)細(xì)胞如何決定如何處理細(xì)胞不同部位的錯(cuò)誤折疊蛋白感到好奇,但他們的新發(fā)現(xiàn)為回答這些問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。
“這一基本知識(shí)建立了一個(gè)新的原則,使我們能夠從根本上和從治療學(xué)的角度考慮健康細(xì)胞中蛋白質(zhì)質(zhì)量控制這一重要問(wèn)題,同時(shí)也考慮疾病,”她說(shuō)。
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