協(xié)作揭示了蛋白質(zhì)分泌的新機制
英國一個研究小組發(fā)現(xiàn),細胞的保護層就像一個旋轉(zhuǎn)柵欄,可以輸出蛋白質(zhì),同時阻止它們重新進入。所有細胞都被一層保護層包圍 - 一層膜 - 將細胞內(nèi)容物保持在一起并保護它免受損壞。然而,細胞內(nèi)制造的蛋白質(zhì)通常需要出口才能完成它們的工作。例如,在細菌粘附,發(fā)病機制和抗生素清除方面。
人體中的相同過程負責所有細胞外蛋白質(zhì)的分泌,例如膠原蛋白,抗體和胰島素。來自布里斯托爾大學和利茲大學的研究人員研究了位于膜內(nèi)的專用“運輸馬達”,稱為“Sec”(分泌物的縮寫)。Sec識別需要通過分子“地址標簽”從細胞中輸出的蛋白質(zhì),并將它們推過膜。這樣做所需的能量來自細胞的通用動力源,一種叫做ATP的分子。
布里斯托爾大學生物化學學院的Ian Collinson教授說:“以前的研究已經(jīng)證明了Sec的樣子,但不是如何將基質(zhì)從膜的一側(cè)推到另一側(cè)。我們結(jié)合使用實驗和計算方法看看Sec的不同部分在使用ATP時如何移動。“我們的理由是,通過觀察電機的運行情況,而不僅僅是查看靜態(tài)畫面,然后嘗試研究機器的運行方式,更容易理解電機的工作原理。”
共同作者,利茲大學Astbury結(jié)構(gòu)分子生物學中心主任Sheena Radford教授說:“作者的團隊合作使這項工作成為可能,這使得經(jīng)典生物化學和生物物理技術(shù)相結(jié)合,探索了大量系統(tǒng)。數(shù)十億分子與蛋白質(zhì)復合物(布里斯托爾)的大規(guī)模模擬,以及能夠觀察單個分子的突破性方法,由羅馬圖馬博士在利茲開創(chuàng)。“
共同作者,來自Astbury結(jié)構(gòu)分子生物學中心的Roman Tuma博士說:“目前最流行的理論是,Sec抓住部分蛋白質(zhì)并將其推入膜中的一個門。然后放手,然后回去抓住并推動下一位。“然而,我們的研究表明,最大的運動是在膜門本身,它打開和關(guān)閉。這表明Sec更像是一個旋轉(zhuǎn)門。蛋白質(zhì)可以單向移動穿過膜 - 出 - 但是無法移回再次。“我們提出的新模型為蛋白質(zhì)運輸領(lǐng)域的一個突出問題提供了解決方案,這可能與許多其他在細胞中其他地方運輸?shù)鞍踪|(zhì)和核酸的系統(tǒng)相關(guān)。”
該團隊正在與鄧迪藥物研發(fā)部合作,利用這一發(fā)現(xiàn),開發(fā)出能夠在不影響人類的情況下特異性阻斷細菌分泌的新藥。干擾分泌過程將對細菌及其抗生素抗性策略有害。
研究和合作得到了我們已故的朋友和同事Steve Baldwin教授的幫助和啟發(fā),該論文致力于此。
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