蛋白质精确生产的新机制揭示

2024-11-24 19:10来源:本站编辑

一个国际组织发现了一种对细胞蛋白质合成至关重要的新过程Nal研究团队。当这个系统受到干扰时,被称为剪接的过程会导致细胞的蛋白质制造蓝图被错误地改变。

由法兰克福歌德大学领导的这项研究阐明了一些突变是如何导致视网膜色素变性(一种视网膜疾病)的。至关重要的是,这些发现也可能为各种其他疾病的新诊断程序和治疗铺平道路,如帕金森氏症、阿尔茨海默氏症和某些类型的癌症。

生命的基本组成部分存在于基因中,它告诉细胞将哪些氨基酸以什么顺序组合在一起,以制造特定的蛋白质。人类基因组中编码了大约20000条这样的指令。

“尽管如此,我们的细胞可以产生几十万种不同的蛋白质,”法兰克福歌德大学生物化学II研究所的Ivan Đikić教授解释说。

这种“剪接”机制使这种多样性成为可能。当需要一种蛋白质时,相关指令的副本就会在细胞核中产生。当剪接体(一种细胞编辑复合体)消除特定部分时,该转录本在剪接过程中发生改变。这就导致了不同蛋白质的不同蓝图,这取决于遗漏了哪些部分。

提高拼接精度

细胞的生存能力取决于这种机制。

迄今为止发现的任何剪接体抑制剂的缺点是,完全抑制这种“编辑办公室”也会影响健康细胞,导致严重的不良反应。

在歌德大学领导的一项国际研究中,研究人员现在发现了一种更微妙地破坏拼接过程的技术。它与剪接体的一个特定区域有关,该区域由三个亚基组成,称为U4/U6.U5。

结合数学计算的斑马鱼实验

研究小组现在已经在斑马鱼实验中成功地填补了这一信息缺口。根据他们的研究,一种被称为USP39的蛋白质通常稳定剪接体亚基U4, U5和U6作为一个复合物。

然而,当亚基改变或USP39缺失时,三方复合体的稳定性被削弱,剪接体失去其精度。转录本被剪切后,U4/U6。U5通常保证在拼接过程中及时和适当地重新连接松散的末端。这种重新连接在USP39缺失或亚基改变时延迟。

“这增加了错误连接的可能性,正如我们在计算机模拟中所显示的那样,”Prieto-Garcia解释说。

结果,细胞产生了基于错误改变的转录本的有缺陷的蛋白质。在细胞内,它们可以聚集并产生聚集体。在缺乏USP39的细胞中,细胞本身具有消除错误分子的保护机制被触发。但最终,蛋白质团块压倒了这种“垃圾处理”,导致斑马鱼视网膜细胞死亡。

惊人的发现

由于分裂速度快,某些极具侵袭性的肿瘤产生高水平的USP39和相关剪接因子:它们需要非常精确的剪接,USP39执行剪接,以维持稳定的蛋白质生产。

Đikić解释说:“阻断这些癌细胞中的USP39可以选择性地杀死它们。另一方面,健康细胞的分裂活性要低得多,因此可以幸免。这是我们目前正在研究的一种方法。”

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