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Nature子刊揭示泛素化的全新功能

日期:2015-01-28 08:57:09

 紐約大學和哈佛大學的科學家們發現,泛素化有著與蛋白降解無關的另一種功能,可以幫助細胞抵御壓力。這項發表在Nature Structural & Molecular Biology雜志上的研究,為腫瘤發展和神經退行性疾病(比如帕金森病和阿爾茨海默癥)提供了新的線索,因為細胞無法正確應對壓力是造成這些疾病的主要原因。

 

泛素化是一種廣為人知的蛋白修飾,”文章的資深作者,紐約大學的助理教授Christine Vogel解釋道。“這種修飾能夠改變蛋白結構或在細胞內傳遞信號。我們發現,一種特殊的泛素化可以刺激蛋白合成,幫助細胞應對壓力條件。蛋白合成對于細胞生存是至關重要的。”

 

工業污染、二手煙、太陽輻射、放射性輻射等有害環境,會損害細胞的重要成分,導致細胞發生氧化應激,觸發高度復雜的防御應答。

 

細胞通過降解去除發生功能異常的蛋白,這一過程受到泛素化的控制。泛素化存在于幾乎所有生物的細胞中,目前人們已經比較了解泛素化介導的蛋白降解,但并不清楚這種修飾是否具有其他作用。

 

這項研究為人們展現了泛素化的全新功能,這種功能完全獨立于它在蛋白降解中的作用。研究顯示,一種特殊的泛素化(K63)能夠修飾并穩定核糖體,而核糖體是蛋白合成的發動機。

 

研究人員發現,阻止酵母建立K63泛素鏈,會使蛋白產量大幅削減,結果細胞對壓力條件高度敏感。研究人員是在酵母中研究K63泛素鏈的,不過這種泛素化也出現在小鼠的神經元。這說明泛素化的新機制也存在于哺乳動物中,很可能與人類健康有關。

 

氧化應激和蛋白合成受阻,會顯著影響神經元的正常功能。因此,K63泛素化研究可以幫助人們更好的理解神經退行性疾病的機制,甚至開發出新的治療方案。深入理解細胞對壓力的應答機制,有助于找到引起神經元故障的根源。

 


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