蛋白質(zhì)如何促進細胞死亡
蒂賓根大學和康斯坦茨大學,波鴻魯爾大學,斯圖加特馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所和德國癌癥研究中心的研究人員共同努力,以獲得對蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的新見解,該蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)細胞的程序化分解,又稱細胞凋亡。這些Bcl-2蛋白很難研究,因為它們在細胞的水狀細胞質(zhì)和它的油狀細胞膜之間交換。只有少數(shù)方法可用于分析兩種環(huán)境中的蛋白質(zhì)相互作用。通過特殊類型的光譜分析,該團隊解碼了網(wǎng)絡(luò)中三個組件的復(fù)雜相互作用。他們的研究結(jié)果發(fā)表在最新的Nature Communications上。
細胞自殺小隊
“我們的健康狀況取決于對細胞分裂和細胞死亡的嚴格監(jiān)管,”Stephanie Bleicken博士說,他最近從蒂賓根大學搬到了波鴻的“Resolv”卓越集群和電子順磁共振光譜研究小組。當這些機制失敗時,可能導致癌癥和神經(jīng)退行性疾病。“細胞凋亡 - 一種細胞自殺計劃 - 是身體擺脫受損,老化或不需要的細胞的重要安全機制,”Bleicken說。
Bcl-2 蛋白家族決定細胞凋亡何時開始。該家族的一些成員引發(fā)細胞中導致細胞死亡的過程,例如通過打開線粒體膜中的孔 - 細胞的發(fā)電廠。這些孔釋放出引起細胞凋亡的物質(zhì),這是一種不可阻擋的過程。Bcl-2家族的其他成員阻止毛孔張開 - 從而防止細胞死亡過程。因此,Bcl-2蛋白之間的相互作用是理解細胞凋亡的關(guān)鍵。
蛋白質(zhì)的游樂場
在一項新的研究中,研究人員利用熒光相關(guān)光譜學闡明了Bcl-2網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)性。在他們簡化的實驗室模型中,他們生產(chǎn)了三種蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的主要成分,并在一個大致基于細胞模型的環(huán)境中對它們進行了研究。
活細胞由數(shù)千種不同的分子組成,這些分子進行無數(shù)的相互作用,可以引發(fā)無數(shù)的反應(yīng),“蒂賓根大學的AnaGarcía-Sáez教授說。”為了理解這個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的各個組成部分,有助于觀察它們最初是在一個高度簡化的環(huán)境中,你可以繼續(xù)添加新組件。“研究人員分析了模擬細胞質(zhì)或線粒體膜的環(huán)境中的蛋白質(zhì)。
膜和細胞質(zhì)中的不同相互作用
蛋白質(zhì)的相互作用嚴重依賴于它們的環(huán)境。與細胞質(zhì)相比,膜中可能存在不同的相互作用。“這是一個重要發(fā)現(xiàn),因為膜中的相互作用對決定細胞凋亡是否開始至關(guān)重要,”García-Sáez說。“但這種環(huán)境在技術(shù)上比細胞質(zhì)更難以研究。”
因為研究人員可以比較兩種環(huán)境中的蛋白質(zhì),所以他們能夠調(diào)和并結(jié)合早期的研究結(jié)果,這些結(jié)果似乎產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)果。“Bcl-2蛋白調(diào)節(jié)細胞凋亡,而細胞凋亡又與癌癥等疾病密切相關(guān)。更好地了解這些蛋白質(zhì)的功能對于實現(xiàn)新藥物開發(fā)的良好起點至關(guān)重要,”研究人員說。
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