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细胞如何清理垃圾? 科学家阐释特殊的“磷酸化—死亡之吻”

更新时间:2016-10-11 点击量:1076

细胞如何清理垃圾? 科学家阐释特殊的“磷酸化—死亡之吻”

机体细胞不会忘记及时清理垃圾,长期以来研究者们都知道,细胞会通过泛素化标记的方式来标记需要降解的蛋白质,这种泛素化信号被称之为“死亡分子之吻”;近日,一项刊登于杂志Nature上的研究报告中,来自维也纳分子病理研究所的研究人员通过在革兰氏阳性菌中鉴别出了一种类似的垃圾清理系统,在细菌中这种降解的标签是通过一种*磷酸化的翻译后修饰方式来完成的,相关研究或为后期开发新型抗菌策略提供思路。

尽管当前对蛋白质降解的研究圆圆落后于对蛋白质合成的研究,但庆幸的是现在有研究者开始对其深入研究了,对于蛋白质而言,死亡即是重生,整个过程都会被紧密地调控着,每种蛋白都能够在合适的时候被移除,而且细胞需要特别注意及时消除那些受损伤或者不能够执行必要功能的蛋白质。

蛋白质的降解过程包括了多个阶段,研究者Tim Clausen表示,当我们研究特定细菌如何应对不利条件时,无意中发现了*的磷酸化作用,McsB就是参与该过程的一个关键蛋白,其能够对其它蛋白质上的*残基进行磷酸化作用;20世纪50年代,当科学家Edwin G. Krebs和Edmond H. Fischer因发现蛋白质可逆磷酸化作为一种生物调节机制而获得诺贝尔生理学或医学奖时,从那时候开始研究者们就开始观察到*的磷酸化作用了,接下来的多项研究中,研究者在枯草芽孢杆菌中发现了成百上千中修饰化的蛋白,尽管研究者观察到的修饰租用能够被调节来响应环境状况,但研究者却并不清楚其中所涉及的机制。

研究者Tim Clausen说道,有很多原因能够解释为何我们会认为磷酸*可能是细菌的泛素蛋白,McsB能够同枯草芽孢杆菌中的ClpCP蛋白酶被转录共调节;研究者推测,ClpCP类似于一种“贴标签机”,能够给多种蛋白质贴上“磷酸基—死亡之吻”的标签,而且在一系列复杂的实验中,研究者证实了这种假设。博士后研究者Debora Broch Trentini说道,当磷酸*同ClpCP蛋白酶有强烈的亲和力时,我认为我们已经走上了正确的轨道,被磷酸*标记的蛋白或许能够被ClpCP蛋白酶直接捕获并且剁成碎片。

随着新发现系统在革兰氏阳性菌中具有广泛的保守性,研究人员也通过研究解释并且鉴别了McsB和ClpCP能够作为毒力因子存在,为了进行感染,细菌就必须克服宿主机体中所遭遇的压力,随后细菌细胞就会依赖压力损伤蛋白质的有效降解来清除细胞垃圾继续生存,这项研究发现为深入阐明细菌介导疾病的发生机体以及新型疗法的开发提供了新的思路和研究线索。