新的分子探針可以探測到活細胞中蛋白質(zhì)組的狀態(tài)
活細胞中蛋白質(zhì)的折疊狀態(tài)通常反映細胞的一般健康狀況。澳大利亞科學(xué)家開發(fā)了一種分子探針,通過測量蛋白質(zhì)環(huán)境的極性來感知蛋白質(zhì)組的狀態(tài)-整套蛋白質(zhì)。該研究發(fā)表在《Angewandte Chemie》雜志上說,探測器的熒光信號量化了展開,其變色龍樣的顏色偏移映射了增強的錯誤折疊的細胞區(qū)域。
如果活細胞受到壓力,蛋白質(zhì)合成和折疊校正機制就會失去平衡。錯折疊的蛋白質(zhì)仍然卡住,增強的降解發(fā)生,不活躍的蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)碎片聚集在細胞質(zhì)中形成顆粒和凝結(jié)物。這種聚集體在神經(jīng)退行性疾病和癌癥中起著重要作用。錯誤折疊的蛋白質(zhì)聚集的一個驅(qū)動因素似乎是極性-在環(huán)境中的電子分布。尤寧紅和墨爾本拉特羅貝大學(xué)和澳大利亞墨爾本大學(xué)的同事設(shè)計了一個雙模態(tài)熒光探針,以更詳細地監(jiān)測蛋白質(zhì)聚集。
在一種模式下,探針感知錯誤折疊的蛋白質(zhì)。正確折疊的蛋白質(zhì)通常是由氨基酸半胱氨酸組成的橋來穩(wěn)定的。這些橋通常被深埋,而錯誤折疊的蛋白質(zhì)暴露在表面的半胱氨酸殘基。當(dāng)探針與被錯誤折疊的蛋白質(zhì)鏈暴露的半胱氨酸結(jié)合時,熒光被打開,解釋作者。
在另一種模式下,探針評估極性。極性環(huán)境表示不平衡的電子分布,這可以用介電常數(shù)來測量。為了測量這一參數(shù),研究人員在熒光探針中加入了一個電子“推拉”化學(xué)基團。他們觀察到,在具有高介電常數(shù)的極性溶液中,稱為NTPA N-MI的熒光探針發(fā)出其熒光信號,其顏色偏移。因此,這種“變色龍一樣”的顏色變化表明極性的變化。
作者在一個人細胞系上測試NT PAN-MI探針,他們強調(diào)這是通過添加干擾蛋白質(zhì)合成和折疊的藥物??茖W(xué)家們在未經(jīng)處理的細胞中觀察到了正常的熒光,但當(dāng)未折疊或錯誤折疊的蛋白質(zhì)積累在經(jīng)過毒素處理或被病毒感染的細胞中時,就會出現(xiàn)明亮的熒光。此外,顏色的變化表明環(huán)境的極性,從而表明每個細胞室的蛋白質(zhì)組狀態(tài)。研究人員報告說,他們第一次可視化了細胞核中的“未折疊的蛋白質(zhì)負載”。以前的方法只能測量細胞質(zhì)中未折疊的蛋白質(zhì)。
由于它的兩種傳感模式-測量展開和蛋白質(zhì)環(huán)境的極性-NTPAN-MI探針提供了一個更清晰的圖片,活細胞的應(yīng)激反應(yīng),比什么可以得到只有一種模式的探針或不同的方法。作者指出,他們的方法將使科學(xué)家獲得更準(zhǔn)確的知識,細胞成分的串?dāng)_,以響應(yīng)壓力。
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