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Science:从结构上揭示当细胞遭受应激时eIF2阻止蛋白表达机制

来源:本站原创 2019-05-14 06:50

2019年5月14日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自日本理化研究所生物系统动力学研究中心的研究人员开发出一种预防神经退行性疾病的工具。他们展示了一种观察当细胞遭受应激时通过eIF2B调控eIF2激活的分子机制的方法。相关研究结果发表在2019年5月3日的Science期刊上,论文标题为“Structural basis for eIF2B inhibition in integrated stress response”。他们在这篇论文中描述了他们通过使用低温电镜更好地了解细胞在遭受应激时会发生什么。
图片来自RIKEN。

细胞持续地经历一种称为翻译的过程,在这种过程中,细胞质中的核糖体以DNA转录后产生的RNA作为模板合成蛋白。但是,有时,这种过程被外部事件打断。这样的事件称为应激---紫外线暴露就是一个常见的例子。这些研究人员指出蛋白翻译需要使用大量能量,因此,当应激事件发生时,细胞将它关闭是说得通的,毕竟这会节省能量并降低合成的蛋白出错的机会。

之前的研究已表明当细胞“感知”应激时,翻译起始因子eIF2被磷酸化。在正常情况下,eIF2由另一种翻译起始因子eIF2B激活。但是,当细胞处于应激状态并且eIF2被磷酸化时,eIF2B的功能受到抑制,从而阻止蛋白翻译。科学家们一直在努力了解因应激导致的翻译中断所涉及的分子机制,但是eIF2B激活eIF2的方式仍然未知。在这项新的研究中,这些研究人员找到了一种方法来查看细胞核内部,以便观察在遭受应激期间蛋白合成停止时实际发生了什么。

这些研究人员使用低温电镜观察了eIF2和eIF2B的结构。通过这样做,他们发现当与eIF2B结合时,eIF2的定向差异很大,这取决于eIF2是否被磷酸化。他们还发现eIF2B具有双重对称结构,而且eIF2的磷酸化可被认为是一种不仅阻止磷酸化eIF2激活而且还阻止其他翻译起始因子激活的机制。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Kazuhiro Kashiwagi et al. Structural basis for eIF2B inhibition in integrated stress response, Science (2019). DOI: 10.1126/science.aaw4104.
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