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科学家发现了一种以前未知的细胞分解蛋白质的方式

本站发布时间:2023-11-20 16:42:33

短暂的蛋白质受体表达将为你带来一系列重要任务,从帮助大脑连接到帮助身体安装免疫防御系统核中的蛋白质会在你完成一项工作后立即被破坏

尽管它们很重要,但这些蛋白质断裂并从细胞中转移出来的过程几十年来一直是科学家们的共识——直到现在

在跨部门的合作中,哈佛医学院的研究人员确定了一种在降解许多短活核蛋白中发挥重要作用的非宿主病毒这项研究表明,mid-noless可以直接获取蛋白质,并将其拉到细胞废物处理系统中,称为“蛋白酶体”,在那里它们被消耗掉

这些发现于8月发布24in科学

首席作者XingGu说:“这种独特的短寿命蛋白质已经知道40年了,但没有一种能稳定下来,因为它已经被真正降解了。”

由于这一过程中产生的蛋白质对大脑、免疫系统和发育相关的重要功能进行了调节,科学家们最终可以通过控制蛋白质水平来改变这些功能并纠正任何功能障碍

联合首席作者ChristopherNardone补充道:“我们发现的机制非常简单,非常合法“这是一项科学发现,但对未来有许多简化。”

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很好地确定了细胞可以通过标记一种称为dubiquitin的小分子来扫描分解蛋白标签告诉蛋白酶,蛋白质是长时间的,并且是雌激素这一过程中的大部分进展都是由英国皇家海军的弗雷德里克·戈德堡完成的

然而,有时这种可能性会在没有蛋白质摄入帮助的情况下破坏蛋白质,导致研究人员怀疑还有另一种不依赖于泛素的蛋白质降解机制

Nardone说:“研究中有零星的证据表明,有些人是如何直接降解未标记的蛋白质的,但没有人知道这是如何发生的。”

一组蛋白质似乎被另一种机制降解,这一机制估计是由多种转录因子引起的:蛋白质在响应细胞刺激时迅速产生,并进入细胞的细胞核,然后被迅速破坏

Gusaid说:“一开始的结构是,这些蛋白质非常不稳定,半衰期很短——一旦产生,它们就会发挥作用,而且需要不断下降。”

这些转录因子支持体内一系列重要的生物过程,但即使经过几十年的研究,“其转化的机制仍然很大程度上是未知的,”英国布拉瓦特尼克研究所神经生物学教授NathanMarshPuseyProfessorfNeurobiology和英国皇家医学会和布里格曼妇女医院遗传与医学教授GregorMendel的合著者MichaelGreenberg说

从一个到另一个

为了研究这一机制,该研究小组使用了两个家族转录因子:Fos和EGR1,前者因其在学习和记忆中的作用而被Greenberglab广泛研究,后者涉及细胞分裂和存活利用Elledge实验室开发的蛋白质组分和遗传分析,研究出了有助于降低两种转录因子的非中间蛋白以下实验表明,除了Fos和EGR1外,midnolin可能参与了细胞核中数百种其他转录因子的分解

关和纳都对他们的结果持怀疑态度为了证实他们的发现,他们决定要找出一种新的病毒,并降低许多不同的蛋白质

Nardone说:“一旦我们鉴定出所有这些蛋白质,就有很多令人困惑的问题表明它们实际上是什么样的。”

使用一种名为AlphaFold的idofam机器学习工具来预测蛋白质结构,再加上一系列标记实验的结果,就可以了解其机制的细节昨天的表格显示,midnolin是“Catchdomain”——蛋白质的蛋白质区域,并将其直接输入到蛋白质组中,在那里它们被破坏这个Catchdomain由两个由氨基酸组成的副区域(想想跨氨基酸)组成,它们在蛋白质区域的结构上具有相对的宽度,从而使酰胺能够捕获许多不同类型的蛋白质

值得注意的是,像Fos这样对意外事件负责的蛋白质会促使大脑中的神经对时间做出反应并自行布线IRF4激活的其他蛋白质可以通过确保细胞可以产生功能性带T细胞来支持免疫系统

Elledge说:“这些研究人员对降解蛋白质的普遍、不依赖于泛素化的机制缺乏了解。”

使翻译潜力最小化

在短期内,有必要对发现的机制进行深入研究这些重新规划的结构研究有助于更好地理解和了解低分子蛋白捕获物和降解蛋白的精细规模细节这些正在生长的缺乏酰胺的小鼠无法理解蛋白质在不同细胞和发育阶段中的作用

科学家们认为他们的发现具有巨大的翻译潜力研究人员必须控制转录因子的水平,从而调节基因表达,进而调节体内的相关过程

Greenberg说:“蛋白质分级是一个关键过程,它可以解除对疾病和疾病的控制。”包括某些神经和精神疾病,以及癌症

例如,当细胞缺乏足够的转录因子时,学习和记忆的问题就会加剧在多发性骨髓瘤中,癌细胞被认为是免疫球蛋白IRF4,因此存在一种潜在的疾病研究人员特别感兴趣的是识别可能产生候选疾病的疾病,以开发通过idnolin蛋白酶体途径发挥作用的治疗方法

“其中一项研究正在积极探索显示出该机制的特异性,因此可以特异性地降低感兴趣的蛋白质,”Gusaid

基金由来自达蒙的全国MahJonggLeague奖学金提供


来源:

Materials provided by
Harvard Medical School. Original written by Catherine Caruso.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Xin Gu, Christopher Nardone, Nolan Kamitaki, Aoyue Mao, Stephen J. Elledge, Michael E. Greenberg.
    The midnolin-proteasome pathway catches proteins for ubiquitination-independent degradation. Science, 2023; 381 (6660) DOI: 10.1126/science.adh5021

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