PNAS:蛋白激酶顛覆性新發現
日期:2013-01-15 09:10:35
即使當我們正在休息的時候,機體內仍然充斥著各種生理活動。機體就像一個永久處于交通高峰期的微觀大都市,在這熙熙攘攘的有機社會中,數以萬億計的細胞在活躍地進行著監管、修復、合成和運輸。
要保證一切正確運行,就需要對機體內各種各樣的工作者們進行組織和指導。而蛋白激酶就是這樣的信號燈,它們發布著開始和停止的信息,對于細胞通訊的許多方面非常關鍵。
蛋白激酶的催化域中含有多種保守殘基,但此前這些殘基被認為沒有功能,因此對它們的研究也比較少。現在,喬治亞大學的研究人員發現這些保守殘基實際上控制著蛋白激酶最關鍵的功能,他們在對蛋白激酶超家族進行張力分析的基礎上指出,蛋白激酶的主干張力與上述保守殘基共同演化負責蛋白催化活性的別構調節。文章發表在近期的美國國家科學院院刊PNAS雜志上。
“這一研究的總體目標是,更好地了解蛋白激酶的作用機制及其控制機制,”喬治亞大學生化和分子生物學助理教授Natarajan Kannan說。“研究顯示,這些從前被忽視了的蛋白區域對激酶活性有直接影響。”
正常功能的蛋白激酶是細胞日常運作中的核心,當它們發生功能故障時,就會引發許多嚴重疾病,包括阿爾茨海默癥、糖尿病、心血管病及多種癌癥。
數十年前,科學家們就已經認識到蛋白激酶作為治療靶點的價值,人們常常用被稱為蛋白激酶抑制劑的藥物對引發疾病的激酶進行抑制。研究人員希望他們的新發現不僅有助于研發新藥,也能夠幫助人們對現有藥物進行改進。
“這為抗擊多種疾病尤其是癌癥,開辟了新的作戰前線,”文章的第一作者,博后Krishnadev Oruganty說。
從頭開始新藥研發是一個相當漫長又費錢的過程,但這項研究增進了人們對蛋白激酶開關機制的了解,將有助于以較低成本對現有藥物進行修飾,從而增強藥物效力。
“蛋白激酶對于生物醫學產業來說是非常重要的,制藥公司在靶標這類蛋白的藥物上已經投入了龐大的資金,” Kannan說。“對現有藥物進行微調以增加效力是更為可行的方法,我們的研究將會對制藥產業產生巨大影響。”
研究人員正在利用這一新發現進行藥物設計,不過他們指出還需要進一步研究來完善整個方法。他們相信,不論是對生命基礎元件研究還是制藥產業,這一發現都將產生深遠影響。
“我們細胞中的每個基礎信號通路都由這些蛋白控制,” Kannan說。“進一步了解蛋白激酶的作用機理,將帶來更多新的重要發現。”
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