研究揭示了人凋亡體的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

程序性細胞死亡或細胞凋亡通過提供針對在許多癌癥和AIDS以及神經(jīng)退行性疾病和中風中發(fā)生的不受限制的細胞生長的防御線而在維持人類健康中起重要作用。波士頓大學醫(yī)學院(BUSM)的研究人員首次繪制了活性人類凋亡體。該模型出現(xiàn)在eLife期刊的網(wǎng)上，有助于更好地了解細胞死亡的發(fā)生方式，并可能導致治療方案增強或抑制這一過程。

由于環(huán)境壓力或發(fā)育線索，每天有500-700億人類細胞自殺。損壞的或不需要的細胞經(jīng)歷一個過程，在此過程中它們以受控的方式被除去，并且所得的細胞組分可以被再循環(huán)。

程序化死亡途徑中的細胞信號傳導最終導致稱為“凋亡體”的蛋白質(zhì)的復雜組裝。這種大的輪狀結(jié)構(gòu)募集并激活特定的蛋白酶(分裂蛋白質(zhì)的酶)以去除細胞質(zhì)和細胞核中的蛋白質(zhì)。因此，細胞通過這種“死亡之輪”從內(nèi)部分解成碎片。

該研究小組由BUSM生理學和生物物理學教授Christopher W. Akey博士領(lǐng)導，利用低溫電子顯微鏡確定了凋亡體的近原子結(jié)構(gòu)，并能夠構(gòu)建三維模型。

據(jù)研究人員稱，凋亡小體是一種帶有七個輻條的輪狀結(jié)構(gòu)。在輪子的頂部是通過蛋白酶對接形成的螺旋形盤，而蛋白酶的活性區(qū)域被柔性地束縛在盤上。當活化時，凋亡體是一種動態(tài)分子機器，在任何給定時間都有三到五個蛋白酶分子與它連接。停在車輪上的蛋白水解單元的數(shù)量可能會有所不同，從而導致拆除活動的水平發(fā)生變化。可溶性蛋白酶又被活性凋亡體切割和活化，然后該可溶性蛋白酶靶向細胞組分。

“這項研究有助于我們更好地了解體內(nèi)有助于調(diào)節(jié)組織發(fā)育和穩(wěn)定性的關(guān)鍵系統(tǒng)的基本原理。我們希望找到針對這種死亡之輪的藥物，以增強或抑制其功能，”Akey說。

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