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Nat Commun: 研究者们成功解析蛋白降解标记物-FAT10蛋白结构

来源:本站原创 2018-09-04 15:56

2018年9月4日 讯 /生物谷BIOON/ --FAT10是一种具有巨大影响的小蛋白质。它与靶蛋白的连接则启动了降解信号。 FAT10是降解的标记系统,似乎效率低下。与泛素不同,FAT10以及被其标记的蛋白质将一同被降解(泛素分子则能够被回收),乍一看似乎是资源的浪费。

那么,为什么这个看似效率低下的FAT10系统依然存在呢?康斯坦茨大学免疫学工作组负责人Marcus Groettrup教授和他的团队多年来一直在研究这一问题,如今他们实现了突破-他们得到了FAT10的高分辨率结构。通过另一项成就实现了这一成功。与来自生物技术研究所Thurgau(BITg)的Annette Aichem博士,康斯坦茨化学家Christine Peter教授和来自雷根斯堡大学的结构生物学家Silke Wiesner博士合作,该团队开发了一种分子技术,用于生产高度稳定且高浓度的FAT10纯洁。因此,研究人员可以通过X射线晶体学和磁共振光谱法对FAT10进行结构分析。结果发表在最新一期的Nature Communications上。


(图片来源:www.pixabay.com)

“我们在FAT10中发现了一种与泛素完全不同的机制。这种机制对于整个泛素领域非常有趣,”Marcus Groettrup说。与仅具有一个结构域的泛素分子不同,FAT10具有两个结构域,即能够使蛋白质通过折叠发挥作用。该团队发现两个结构域都通过灵活的序列连接,并且它们的折叠明显不如泛素分子那么紧凑。

实验表明,FAT10蛋白的松散折叠和无序延伸具有重要的调节功能,实际上简化了靶分子的降解。使其不需要像泛素系统那样,首先进行复杂的部分底物去折叠的上游过程,然后通过26S蛋白酶体进行降解。由于FAT10结构域的松散折叠,酶能够靶向无序部分并且可以容易地展开两个柔性且松散折叠的结构域,因此可以拉开附着的靶蛋白并使其降解。

之前已经知道泛素和FAT10具有完全不同的结合特性。考虑到两种蛋白质结构域的形成基于相同的结构,这就似乎是十分令人惊讶的事情。研究小组的研究结果现在解释了原因:FAT10和泛素的表面完全不同,它们决定了哪些蛋白质被结合。因此,两个标记系统都具有不同的应用范畴。 FAT10主要存在于炎症组织中,“没有炎症,它实际上根本就不存在,”Marcus Groettrup说。在他看来,标记系统与蛋白质一起被破坏是有利的。他的假设是:在这种情况下,自然依赖于不可逆性,因此蛋白质降解无法逆转。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Why two? Structure of protein FAT10 analyzed

原始出处:Annette Aichem et al. The structure of the ubiquitin-like modifier FAT10 reveals an alternative targeting mechanism for proteasomal degradation. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-05776-3

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