科學(xué)家揭示了對基因表達(dá)至關(guān)重要的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

低溫電子顯微鏡技術(shù) - 本月早些時候MRC科學(xué)家Richard Henderson博士獲得諾貝爾獎 - 現(xiàn)已被用于解決對基因表達(dá)至關(guān)重要的蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。在新窗口發(fā)表于Scienceopens的論文中，研究人員表示，該結(jié)構(gòu)指出人類流感病毒如何能夠破壞細(xì)胞的基因表達(dá)機(jī)制。該研究由Lori Passmoreopens博士在MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的新窗口中領(lǐng)導(dǎo)，是第一個揭示蛋白質(zhì)重要部分結(jié)構(gòu)的研究，稱為裂解和聚腺苷酸化因子(CPF)。

CPF是由許多亞基組成的復(fù)合酶。冷凍電子顯微鏡已經(jīng)徹底改變了科學(xué)家以天然形式發(fā)現(xiàn)大型，靈活和復(fù)雜蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的能力。

該論文的高級作者，MRC LMB的組長，Lori Passmore博士說：“理解完整的CPF的結(jié)構(gòu)和功能，以及它是如何組裝的，幾十年來一直是基因表達(dá)領(lǐng)域的核心問題 - 它是這樣一個基礎(chǔ)蛋白質(zhì)，但我們?nèi)匀徊幻靼姿侨绾喂ぷ鞯?。這是一個巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，因?yàn)槭褂玫蜏谽M數(shù)據(jù)完全從頭開始構(gòu)建很少的結(jié)構(gòu)。我們很高興終于建立了第一個原子模型中央公積金部分結(jié)構(gòu)。“

CPF使基因表達(dá)成為尾巴

基因表達(dá) - 將DNA中編碼的指令轉(zhuǎn)換為蛋白質(zhì) - 需要許多重要步驟。酶復(fù)制基因并產(chǎn)生單鏈DNA，稱為信使RNA(mRNA)。

mRNA可以從細(xì)胞核中移出，在細(xì)胞核中，DNA被容納在細(xì)胞??質(zhì)中，細(xì)胞質(zhì)利用mRNA的指令組裝蛋白質(zhì)。

CPF酶是這一過程的必要組成部分 - 它在每個新mRNA的末尾添加了一長串腺苷分子，稱為“poly-A尾”。

這種尾巴很重要，因?yàn)槲舶偷拈L度指定了mRNA在細(xì)胞中存在的時間，以及它轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的頻率。poly-A尾也是mRNA被運(yùn)出細(xì)胞核所必需的。

針對流感

病毒感染，例如流感，靶向細(xì)胞內(nèi)的CPF并破壞基因表達(dá)。研究人員在CPF上發(fā)現(xiàn)了一個位點(diǎn)，其中來自病毒的蛋白質(zhì)可能以一種可能阻止CPF與mRNA相互作用的方式結(jié)合，從而阻止細(xì)胞中的基因表達(dá)達(dá)到病毒的優(yōu)勢。

科學(xué)家表示，這種結(jié)構(gòu)也將有助于他們更好地了解CPF的工作原理以及poly-A尾部添加的缺陷如何導(dǎo)致疾病 - 包括β-地中海貧血，血栓形成傾向和癌癥。

Passmore博士說：“這是我實(shí)驗(yàn)室的一個長期項(xiàng)目，很多人在過去七年中為此做出了貢獻(xiàn)。我仍然記得在2010年看到CPF的第一張圖片。現(xiàn)在，擁有CPF的結(jié)構(gòu)將啟用未來研究這種重要蛋白質(zhì)如何在正常細(xì)胞中起作用，但它也為了解其在病毒感染和癌癥等疾病中的作用提供了機(jī)會。“

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