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        細胞如何去除破壞的垃圾  磷酸精氨酸
        
			
        
				2019-01-12 11:15:18
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        細胞永遠不會忘記取出垃圾。人們早就知道，細胞通過用遍在蛋白標記它們來標記蛋白質以進行降解，泛素是一種被描述為“死亡的分子之吻”的信號。維也納分子病理學研究所(IMP)的Tim Clausen小組確定了革蘭氏陽性細菌的類似系統(tǒng)，其中降解標簽的作用通過一種鮮為人知的翻譯后修飾來實現(xiàn)：精氨酸磷酸化。該研究由Nature雜志在線發(fā)表，為設計抗菌療法開辟了新的途徑。
        

        細胞如何去除破壞的垃圾  磷酸精氨酸
        

        就像在U2歌曲名稱“靜止不動”中一樣，細胞的明顯穩(wěn)定狀態(tài)掩蓋了不斷產生和去除蛋白質。盡管對蛋白質降解的研究落后于對蛋白質合成的研究，但現(xiàn)在人們非常欣賞，當涉及蛋白質時，死亡與出生同樣重要 - 并且受到嚴格監(jiān)管。每一個都在適當?shù)臅r候被移除，并且特別注意消除那些被損壞或執(zhí)行在特定環(huán)境中不再需要的功能的那些。
        

        降解過程包括將蛋白質底物切成小片段，在分隔的蛋白酶中進行 - 專門的分子機器通常比作碎紙機。如果 - 如在基于真核生物的泛素系統(tǒng)中 - 對蛋白酶的獲取取決于必須由底物攜帶的特定標簽，那么重要決定何時和何時應該被消除歸結為標簽的及時和選擇性附著。這種機制很優(yōu)雅，但是對細菌進行研究的科學家一直困惑地發(fā)現(xiàn)它只被它們感興趣的生物的一個特定分支所使用。目前的研究改變了這一局面。
        

        幾年前，Tim Clausen的實驗室在研究某些細菌如何應對不利條件時偶然發(fā)現(xiàn)精氨酸磷酸化。參與這一過程的蛋白質McsB被證明具有磷酸化精氨酸殘基上其他蛋白質的獨特能力。自20世紀50年代獲得諾貝爾獎獲獎作品Edwin G. Krebs和Edmond H. Fischer以來，通過可逆添加磷酰基的蛋白質調節(jié)一直是生物化學的主要支柱，現(xiàn)在它首次被觀察到涉及精氨酸。后續(xù)研究揭示了模型生物枯草芽孢桿菌中的數(shù)百種經修飾的蛋白質。雖然觀察到修改是根據(jù)環(huán)境條件進行調節(jié)的，但功能仍然難以捉摸。
        

        “我們認為磷酸精氨酸可能是'細菌泛素'的原因有幾個，”Tim Clausen說，蛋白質降解長期以來一直是人們關注的焦點。已知McsB與細菌枯草芽孢桿菌ClpCP的主要蛋白酶進行轉錄共調節(jié)，并且曾被提出作為其帶有特定底物的“銜接子”。蒂姆推測它實際上可能更像是一個“貼標機”，用“死亡之吻”標記許多不同的蛋白質。在一系列復雜的實驗中，他的小組證明了這個假設是正確的。
        

        “當磷酸精氨酸與ClpCP顯示出強烈的結合親和力時，我知道我們處于正確的軌道上，”Clausen實驗室的博士后和自然論文的第一作者DéboraBrochTrentini說。她補充說，正是這種相互作用解釋了特異性：用磷酸精氨酸標記的蛋白質被ClpCP蛋白酶直接捕獲并切碎成碎片。
        

        由于發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)在革蘭氏陽性細菌(包括臭名昭著的人類病原體金黃色葡萄球菌的大類)中得到廣泛保護- 該研究解釋了之前的報告，將McsB和ClpC鑒定為毒力因子。為了感染，細菌必須克服宿主內遇到的壓力，這又依賴于應激損傷蛋白質的有效降解。因此，蒂姆實驗室的發(fā)現(xiàn)揭示了如何對抗細菌介導的疾病的新觀點。
        

        “我們確定了這種機制。下一步是阻止它，”Tim Clausen總結道。
        
			

			
          
        
			
        
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