第一次觀察到環(huán)形蛋白的甜甜圈形孔
西班牙和德國(guó)的研究人員成功地觀察到了Bax蛋白在線粒體膜中穿孔的形狀像環(huán)和新月衛(wèi)星的毛孔。超分辨率顯微鏡已經(jīng)取得了這一進(jìn)步,可能有助于找到細(xì)胞自殺的“圣杯”,這是預(yù)防癌癥的關(guān)鍵過(guò)程。死亡對(duì)生命至關(guān)重要,至少在細(xì)胞水平上如此。器官發(fā)育在很大程度上依賴于正在生長(zhǎng)和分裂的細(xì)胞與正在死亡的細(xì)胞之間的完美平衡。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),細(xì)胞通過(guò)稱(chēng)為細(xì)胞凋亡或細(xì)胞自殺的過(guò)程編程自己的破壞。如果在這種程序性死亡中出現(xiàn)任何錯(cuò)誤,細(xì)胞以不受控制的方式增殖,并且可能導(dǎo)致癌癥。
細(xì)胞凋亡的復(fù)雜機(jī)制由一系列蛋白質(zhì)Bcl-2蛋白控制,這些蛋白質(zhì)形成分子相互作用的大網(wǎng)絡(luò),以調(diào)節(jié)線粒體外膜(細(xì)胞的能量)的透化作用。該步驟被認(rèn)為是細(xì)胞自殺無(wú)法返回的點(diǎn),并且最后由Bax蛋白介導(dǎo),Bax蛋白是Bcl-2家族的基本成員,其功能是對(duì)膜進(jìn)行穿孔。
當(dāng)細(xì)胞受到凋亡刺激的壓力時(shí),Bax激活其殺手本能,在線粒體膜上結(jié)殼并募集其他Bax單元以形成大簇。最后,它們通過(guò)形成孔或孔來(lái)破壞線粒體外膜,這允許諸如細(xì)胞色素c的蛋白質(zhì)從膜間空間釋放到細(xì)胞外環(huán)境中以最終導(dǎo)致自殺過(guò)程。
“Bax蛋白質(zhì)不可逆轉(zhuǎn)地破壞細(xì)胞的機(jī)制尚不清楚;事實(shí)上,這些細(xì)胞膜的存在直到現(xiàn)在還沒(méi)有爭(zhēng)論,因?yàn)闆](méi)有人能夠成功地在細(xì)胞線粒體中觀察它們,”西班牙語(yǔ)生化學(xué)家Raquel Salvador-Gallego是圖賓根大學(xué)(德國(guó))的研究員,也是該論文的合著者,他向SINC解釋道。
但眼見(jiàn)為實(shí)。這位生物化學(xué)家及其大學(xué)和其他幾個(gè)德國(guó)研究中心的同事在超分辨率顯微鏡的幫助下,在凋亡過(guò)程中可視化了Bax組織背后的納米結(jié)構(gòu)。這篇論文是本周EMBO期刊的封面文章。
“令人驚訝的是,我們已經(jīng)能夠在線粒體上觀察到非常明確的Bax結(jié)構(gòu),形狀像環(huán),弧和線。這些是活性形式的蛋白質(zhì)的典型特征,僅在細(xì)胞死亡時(shí)存在,”Salvador-Gallego說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)由另一位西班牙研究員AnaGarcía-Sáez協(xié)調(diào),已經(jīng)證實(shí)這些環(huán)狀和弧形結(jié)構(gòu)可以穿透模擬線粒體脂質(zhì)成分的人工膜。毫無(wú)疑問(wèn),它們與細(xì)胞凋亡過(guò)程中Bax蛋白的功能密切相關(guān)。
生物化學(xué)家總結(jié)說(shuō),本文“提出了一種新的Bax作用機(jī)制,并證實(shí)了這些細(xì)胞膜的存在,為我們解決細(xì)胞凋亡難題提供了重要的一點(diǎn)。”
另一篇文章出現(xiàn)在同一期刊上,該研究由哥廷根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心(德國(guó))的Stefan Jakobs領(lǐng)導(dǎo),該研究通過(guò)互補(bǔ)的超分辨率技術(shù)證實(shí)了Bax環(huán)的存在,這可能也與Bak蛋白有關(guān),Bak蛋白是另一個(gè)成員。 Bcl-2家族。
墨爾本大學(xué)(澳大利亞墨爾本大學(xué))Grant Dewson博士寫(xiě)道:“ Bax和Bak兩種殺傷蛋白是如何形成假定的'凋亡孔',導(dǎo)致細(xì)胞死亡不可逆轉(zhuǎn)地破壞線粒體,被認(rèn)為是凋亡研究的” 圣杯“。),也在EMBO雜志上。他的結(jié)論是:“這兩項(xiàng)研究提供了誘人的證據(jù),證明了環(huán)形和新月形的”凋亡孔“。
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