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        一種研究脂質(zhì)生物學(xué)的綜合方法
        
			
        
				2019-02-18 09:43:11
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        眾所周知，管理細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的蛋白質(zhì)很難研究。結(jié)合結(jié)構(gòu)，生物化學(xué)和計(jì)算研究，EPFL和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了脂質(zhì)結(jié)合蛋白如何在重要輔酶Q的生物合成過程中獲取，選擇和移動(dòng)脂質(zhì)“貨物”。
        

        一種研究脂質(zhì)生物學(xué)的綜合方法
        

        生物脂質(zhì)在細(xì)胞充滿水的內(nèi)部的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)是生物學(xué)中長(zhǎng)期存在的問題。大自然用來解決它的解決方案之一是使用脂質(zhì)結(jié)合蛋白，它以各種方式起作用：滲透生物膜的酶，“伴侶”蛋白質(zhì)，將脂質(zhì)溶解在口袋中并將其轉(zhuǎn)運(yùn)至酶或插入它們進(jìn)入膜和“提升酶” - 從膜雙層部分提升脂質(zhì)的酶。
        

        最重要的脂質(zhì)之一是輔酶Q(CoQ)，其作為許多不同生物體中許多酶的輔因子。CoQ的缺陷與罕見的代謝問題以及帕金森氏癥和II型糖尿病等疾病有關(guān)。CoQ也是自然界中最疏水(“水憎”)的分子之一，位于線粒體膜深處，并參與其產(chǎn)生能量的工作。
        

        與CoQ生物合成相關(guān)的表征不佳的蛋白質(zhì)是稱為COQ9的脂質(zhì)結(jié)合蛋白。這種蛋白質(zhì)似乎在這一途徑中至關(guān)重要，因?yàn)樵S多生物體中COQ9功能的喪失導(dǎo)致嚴(yán)重的CoQ缺乏 - 具有上述所有問題。盡管如此，我們?nèi)匀徊恢繡OQ9結(jié)合哪種脂質(zhì)，或者它們?nèi)绾芜M(jìn)入它們，或者甚至不知道它們?nèi)绾谓Y(jié)合它們幫助其他酶制備CoQ。
        

        來自EPFL生物工程研究所的Matteo Dal Peraro實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家與威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的David Pagliarini實(shí)驗(yàn)室合作，使用綜合方法將結(jié)構(gòu)，生物化學(xué)和計(jì)算研究結(jié)合起來研究COQ9如何與之結(jié)合并與之相互作用脂類。
        

        該研究表明，COQ9與芳香族異戊二烯脂質(zhì)結(jié)合，并在其末端通過兩親性(水愛和陰影)螺旋進(jìn)入膜。這兩種功能似乎對(duì)蛋白質(zhì)在CoQ生產(chǎn)中的生物學(xué)作用至關(guān)重要?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)COQ9可能與COQ7途徑的酶相互作用，后者催化CoQ生物合成的倒數(shù)第二步。
        

        來自該研究的數(shù)據(jù)顯示COQ9通過從線粒體內(nèi)膜的小葉獲得CoQ中間體而實(shí)現(xiàn)CoQ的生物合成。從那里，COQ9將這些中間體提供給生物合成酶。
        

        “總體而言，我們的分析將COQ9作為自然界如何使用外周脂質(zhì)結(jié)合蛋白來克服疏水性挑戰(zhàn)的新模型，”Dal Peraro說。“這些關(guān)于蛋白質(zhì)如何獲取，結(jié)合和呈遞疏水配體的見解也可能為治療難以補(bǔ)充的脂質(zhì)缺乏癥的新策略提供信息，包括許多與CoQ相關(guān)的疾病。”
        

        此外，科學(xué)家使用的綜合方法可以作為研究其他脂質(zhì)結(jié)合蛋白或脂質(zhì)代謝或信號(hào)通路的模型，其在膜 - 水界面的精細(xì)功能調(diào)節(jié)在歷史上具有挑戰(zhàn)性。
        
			

			
          
        
			
        
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