Science子刊:科學(xué)家發(fā)現(xiàn)介導(dǎo)癌細(xì)胞關(guān)鍵生命活動的蛋白質(zhì) | ||||||||||||||||||||||
[ 來源: 發(fā)布日期:2019-07-29 15:54:19 責(zé)任編輯: 瀏覽次 ] | ||||||||||||||||||||||
蛋白質(zhì)是生命的組成部分——在細(xì)胞內(nèi),蛋白質(zhì)結(jié)合成大型的大分子復(fù)合物,即蛋白質(zhì)的聯(lián)合體,它們相互協(xié)作以完成特定的功能。大量的癌癥研究集中在尋找這些蛋白質(zhì)復(fù)合物的抑制劑。像mTOR和ATR這樣的激酶,以及像端粒酶這樣在腫瘤中過度表達(dá)的酶,都屬于這類復(fù)合物。 有一些蛋白質(zhì)(稱為伴侶蛋白和共同伴侶蛋白)的功能是在細(xì)胞內(nèi)構(gòu)建這些蛋白質(zhì)復(fù)合物,而抑制這種組裝過程正在作為一種抗癌策略被研究。我們可以把激酶和酶,如mTOR, ATR或端粒酶比作正在建設(shè)中的建筑,而伴侶蛋白(如HSP90)和共同伴侶蛋白(如R2TP)就是建設(shè)的機器。 目前的證據(jù)表明,靶向RUVBL1-RUVBL2具有治療癌癥的潛力。RUVBL1-RUVBL2是伴隨R2TP的能量引擎。這使得西班牙國家癌癥研究中心(CNIO) DNA損傷反應(yīng)研究小組的研究人員使用強大的冷凍電子顯微鏡工具來確定調(diào)控RUVBL1和RUVBL2的機制,這項研究發(fā)表在《Science Advances》雜志上。 如前所述,DNA損傷反應(yīng)中的大分子復(fù)合物研究小組采用低溫電子顯微鏡測定了R2TP的高分辨率結(jié)構(gòu)。在這項研究中,CNIO的研究人員觀察了細(xì)胞是如何設(shè)計R2TP使伴侶蛋白HSP90與它所作用的蛋白接觸的。R2TP復(fù)合物有一個能量引擎,一個由ATP酶RUVBL1和RUVBL2組成的環(huán),可以利用ATP水解釋放的能量生成ADP。在這個能量產(chǎn)生機制中,ATP酶捕獲細(xì)胞內(nèi)的ATP,并不斷釋放ADP作為廢物和能量。 科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),在RUVBL1和RUVBL2形成的環(huán)中,ATP結(jié)合位點的通路被完全阻斷,ATP或ADP滯留在環(huán)內(nèi),從而阻礙了能量的交換和電機的工作。問題是,如何利用組裝蛋白質(zhì)復(fù)合物所需的能量? 通過在低溫電子顯微鏡下觀察R2TP系統(tǒng),研究人員找到了答案:“我們在RUVBL2中發(fā)現(xiàn)了一個區(qū)域,它作為一個控制ATP和ADP進(jìn)入蛋白質(zhì)的通道;這個過程需要使用ATP提供的能量。調(diào)節(jié)這個門的開啟的關(guān)鍵是ATPase RUVBL2和mTOR組裝所需的R2TP組件之間的相互作用! 研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和動力學(xué),也就是理解蛋白質(zhì)之間的相互作用是生物功能所必需的,一直是非常具有挑戰(zhàn)性的,無論是實驗觀察還是計算方法。然而,利用低溫電子顯微鏡研究蛋白質(zhì)和大分子復(fù)合物是CNIO結(jié)構(gòu)生物學(xué)項目的重點之一,正如幾個月前在《Nature》雜志上提到的那樣,它正在徹底改變我們觀察和理解蛋白質(zhì)如何工作的方式。 全面了解決定大分子復(fù)合物如何構(gòu)建的過程,有助于發(fā)現(xiàn)基于抑制蛋白組裝的新型癌癥治療策略。幾項研究表明,抑制RUVBL1-RUVBL2 ATP酶在癌癥治療中具有治療潛力。 最近由CNIO的Llorca領(lǐng)導(dǎo)的團隊與英國蘇塞克斯大學(xué)的Laurence H. Pearl團隊合作進(jìn)行的這項發(fā)表在《Science Advances》雜志上的研究,將有助于加速這一領(lǐng)域的進(jìn)展。 | ||||||||||||||||||||||
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