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研究人員解釋了分子護(hù)送如何幫助預(yù)防癌癥

2019-05-24 11:12:23 ? 來源：

抗腫瘤蛋白p53可以決定細(xì)胞的生命或死亡：如果它檢測到細(xì)胞基因組中的損傷，蛋白質(zhì)會推動細(xì)胞自殺。在慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)進(jìn)行的一項(xiàng)新研究表明，這種先天性癌癥預(yù)防僅在特殊蛋白質(zhì)(稱為伴侶蛋白)允許發(fā)生時起作用。

沒有副作用的癌癥治療，特別是僅攻擊腫瘤細(xì)胞：仍然是醫(yī)生和患者的夢想。但是大自然早就開發(fā)出了這種專注的抗腫瘤方案。我們的每個細(xì)胞都配備了它：當(dāng)檢測到對基因組的嚴(yán)重?fù)p害時，細(xì)胞會自我破壞，從而阻止腫瘤的生長。慕尼黑的一個研究小組現(xiàn)在解碼了復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制，該機(jī)制涉及許多不同的蛋白質(zhì)。

我們已經(jīng)知道這種調(diào)節(jié)機(jī)制存在一段時間，并且腫瘤抑制蛋白p53起著關(guān)鍵作用。之前未知的是分子伴侶在調(diào)節(jié)細(xì)胞機(jī)制中所起的作用。“Johannes Buchner教授，他持有TUM生物技術(shù)教授

仔細(xì)看看分子機(jī)器

在生物技術(shù)中稱為伴侶蛋白，是確保其他蛋白質(zhì)正確折疊并因此保持功能的蛋白質(zhì)。在他們的實(shí)驗(yàn)室中，研究人員證明了兩組這些“護(hù)送”蛋白，即Hsp70和Hsp40以及Hsp90，通過影響其三維結(jié)構(gòu)來控制腫瘤抑制蛋白p53的功能。

生物化學(xué)家研究了在將伴侶蛋白Hsp40和Hsp70加入到含有p53的溶液中時試管中發(fā)生了什么。p53失去了與DNA結(jié)合的能力，這意味著它的生物活性也停止了。

熒光顯示結(jié)構(gòu)

但是是什么讓這一切都奏效了?為了回答這個問題，科學(xué)家用熒光染料標(biāo)記了p53，使他們能夠監(jiān)測個體p53分子的結(jié)構(gòu)。孤立地，僅折疊p53;在Hsp40和Hsp70的影響下，它完全展開，在此過程中消耗能量。當(dāng)添加伴侶Hsp90時觀察到相反的效果：它將未折疊的p53重新置于其活性的折疊形式中。

只要這些分子護(hù)送可用，p53就會保持展開狀態(tài)并且在生物學(xué)上無活性。但是如果細(xì)胞受到壓力并且伴侶必須在另一個位置保持平靜，p53折疊，與DNA結(jié)合，并在必要時觸發(fā)細(xì)胞自殺。“我們對伴侶的巨大影響感到非常驚訝，”布赫納回憶道。“這里的細(xì)胞具有極其復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制，伴侶使用它來保持腫瘤抑制蛋白的排列。”

根據(jù)Buchner的說法，對這種分子相互作用的理解將來有助于更好地理解蛋白質(zhì)的作用并找到癌癥治療的新攻擊點(diǎn)。

使用熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)研究p53的結(jié)構(gòu)。該方法基于如下概念：當(dāng)用供體染料標(biāo)記的蛋白質(zhì)被光激發(fā)時，它觸發(fā)受體染料分子，在僅幾納米的距離處發(fā)光，從而揭示蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化。研究人員與慕尼黑Ludwig Maximilian大學(xué)Don Lamb教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)合作，因此能夠測量單個p53分子并觀察這些分子在Hsp40和Hsp70或Hsp90的影響下如何改變其結(jié)構(gòu)。

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