逆轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)聚集
要煮一個煎蛋卷,你必須炒雞蛋,像Humpty Dumpty一樣,它永遠不會再被放回去了。這是因為雞蛋在烹飪時經(jīng)歷了一系列生理和化學(xué)變化,這導(dǎo)致其化學(xué)鍵斷裂,其蛋白質(zhì)聚集,重組并形成新的,最終的和不可逆的形狀。
然而,特拉維夫大學(xué)的一項新研究首次提出了一種新的蛋白質(zhì)聚集形式,它既可逆又對細胞有積極的生理后果。這一發(fā)現(xiàn)可能最終導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病的新療法,如阿爾茨海默氏癥,帕金森癥和“瘋牛病”。
該研究由Martin Kupiec教授領(lǐng)導(dǎo),由TAU分子細胞生物學(xué)和生物技術(shù)學(xué)院的Kobi Simpson-Lavy博士領(lǐng)導(dǎo),并發(fā)表在Molecular Cell雜志上。
如何“去除”一種蛋白質(zhì)
“我們細胞內(nèi)的大部分功能都是由蛋白質(zhì)進行的。但是當(dāng)這些蛋白質(zhì)聚集在一起時,它們就會產(chǎn)生”斑點“,使它們失活,”Kupiec教授說。“蛋白質(zhì)聚集傾向于隨著年齡增長而增加,并導(dǎo)致許多人類疾病,特別是那些導(dǎo)致神經(jīng)變性的疾病。”
“此外,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)采用錯誤配置時 - 當(dāng)它們被錯誤折疊時 - 細胞試圖將團塊分開,或?qū)⑺鼈兌逊e在細胞中的特定位置,以最小化它們的毒性效應(yīng),”Simpson-Lavy博士說。“這一過程與許多神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展有關(guān),例如阿爾茨海默氏癥,帕金森病和'瘋牛病'。”
這項新研究探討了一種完全不同類型的蛋白質(zhì)聚集,這可能提供一種新機制,可根據(jù)細胞環(huán)境的變化調(diào)節(jié)基因的活性。
該研究的研究偶然出現(xiàn)。當(dāng)Simpson-Lavy博士正在研究酵母細胞中糖的代謝時,他注意到他正在觀察的標(biāo)記形式的蛋白質(zhì)Std1在細胞核中添加葡萄糖時會在細胞核外形成明亮的斑點。
換句話說,通常存在于基因組所在的細胞核中的Std1最終進入細胞核外的聚集體。
“我們想知道這種蛋白質(zhì)聚集是否會根據(jù)細胞微環(huán)境中的不同條件而發(fā)生變化,”Kupiec教授說。“事實上,當(dāng)病情再次發(fā)生變化并且葡萄糖耗盡時,聚集體會在細胞核內(nèi)再次溶解和Std1蛋白質(zhì).Std1在生長培養(yǎng)基中對不同的糖有反應(yīng),因此Std1的可逆聚集和溶解允許細胞快速響應(yīng)不同水平的糖豐度。“
對你不好,也不錯
該研究還表明,并非所有蛋白質(zhì)聚集體都“對你不利”。有些人扮演重要的生理和監(jiān)管角色。根據(jù)該研究,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以為許多神經(jīng)退行性疾病提供燃料的“分子伴侶”最初可能是為了調(diào)節(jié)非病理性蛋白質(zhì)的積累。
“這些結(jié)果可能為將來可能嘗試將聚集從不可逆轉(zhuǎn)變?yōu)榭赡娴闹委熼_辟道路,”Kupiec教授說。“如果我們能夠找到如何將不可逆轉(zhuǎn)的聚集轉(zhuǎn)變?yōu)榭赡娴木奂?,就有可能治療神?jīng)退行性疾病并逆轉(zhuǎn)聚集體的影響。
“換句話說,它仍然可以用煎蛋卷重建雞蛋,”庫普克教授說。
研究人員目前正在研究在不同條件下使相同蛋白質(zhì)表現(xiàn)不同的原因。
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