热休克蛋白(HSPs)是细胞应激反应的伴侣,因为它们有助于引导其他蛋白质的折叠和展开
了解这些伴侣是如何工作的,也可以帮助研究人员了解阿尔茨海默病等疾病的功能。虽然HSPs对整个自然王国的细胞生存和功能至关重要,但它实际上只是一种伴侣,可以更好地了解与应激有关的细胞生物学
至少杜克大学机械工程和材料科学博士候选人Dimitra Apostolidou一直在研究这一点
从大肠杆菌等简单生物体到人类等复杂生物体,这些蛋白质都发挥着其基础作用,为保护我们免受压力的细胞机制提供了见解
HSP最初是由于其在暴露于更高温度的细胞中的存在增加而被发现的。这一发现强调了温度是一个关键的压力因素,与发烧对人类健康的不利影响相似。然而,Apostolidou指出,HSP不仅对热应激有反应,而且对无数其他应激因素也有反应,这表明了它们在细胞防御机制中的重要作用
Apostolidou说,科学界认可HSP的五大类,其中HSP70家族尤其值得注意。人类拥有多达17种这种蛋白质的变体,与大肠杆菌形成鲜明对比,大肠杆菌携带一种称为DnaK的单一变体
这些蛋白质在细胞内执行各种功能,包括帮助其他蛋白质在压力条件下维持其结构和功能。她强调了热休克蛋白在调节重要细胞过程中的重要性,指出了它们的功能失调如何导致蛋白质聚集导致阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和白内障等疾病
通过扩大研究中使用的底物范围,Apostolidou的研究旨在加深我们对HSPs等复杂蛋白质的理解,并挑战“普遍机制”的普遍观点。她说:“我不想让人觉得这已经解决了问题,但我们必须尝试了解这些系统是如何为各种蛋白质工作的。”
底物是蛋白质的工程版本,研究人员可以使用它来更全面地了解伴侣是如何工作的。Apostolidou之前的工作描述了一种新的底物,可以一次对单个蛋白质进行新的研究
她最近发表在《蛋白质科学》上的研究表明,并非所有蛋白质都需要相同的伴侣才能发挥正常功能,尽管伴侣对它们起作用,但真正应该注意的是蛋白质在反应中的作用以及它们所处的状态。这种高度动态关系的程度可能对我们理解细胞力学和疾病病理学具有深远的影响
除了她的科学工作,Apostolidou还表示,她渴望从物理学和聚合物科学转向生物学,从雅典一路带到北卡罗来纳州的达勒姆
“雅典是一个大城市,但来到达勒姆,感觉更小、更亲密,”她分享道。“我要说的一件事是,我通过这个项目交到了很多不可思议的朋友,我甚至每个星期天都会和其中一个一起去杂货店购物。”
尽管文化转变对Apostolidou来说是一种调整,但她认为与机械工程和材料科学教授Piotr E.Marszalek通过实验室进行的研究合作,以及研究生同行的支持,让她感到受欢迎
“当我加入实验室时,以前的研究生都非常欢迎我,”她说。“在那个空间呆了一段时间后,我了解到合作对那里的每个人来说都是多么重要。”
Provided by Duke University
2024-09-15
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