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Mol Cell:揭示细胞收集并丢弃损伤蛋白质的分子机制

来源:本站原创 2020-11-16 19:36

2020年11月16日 讯 /生物谷BIOON/ --日前,一篇发表在国际杂志Molecular Cell上的研究报告中,来自马萨诸塞大学阿默斯特分校等机构的科学家们通过研究揭示了UCH37酶类调节细胞废物处理系统的分子机制;相关研究结果或有望帮助科学家们寻找新方法和工具来理解该酶类的特性及作用方式。研究者表示,一种称之为蛋白酶体的大型蛋白酶主要负责降解细胞中绝大多数蛋白质,其可能是由多达40种蛋白质组成,早在20多年前研究人员就知道,酶类UCH37是一种与蛋白酶体相关的调节性酶类,但并没有人知道其具体的工作原理是什么?

图片来源:CC0 Public Domain

事实证明,整个过程的关键在于一种称之为泛素的小型蛋白质的复杂修饰过程,除了能够修饰其它蛋白质外,泛素还能进行自我修饰从而形成更广泛的链,而其中一部分链拥有更为广泛的分支,而研究者发现,酶类UCH37就能从链上移除分支点,并允许降解过程继续进行;研究者Eric Strieter表示,相关研究结果或有望帮助开发新型癌症疗法,因为癌细胞需要蛋白酶体进行生长和增殖,从本质上来讲,许多癌细胞都对蛋白酶体的功能比较上瘾,细胞产生蛋白质的速度如此之外以至于其会产生一些错误,如果这些错误没有被及时清除的话,细胞就不能正常发挥功能,由于UCH37能帮助清除蛋白质,因此其或有望作为一种有用的治疗性靶点被添加到目前已经在临床中成功应用的蛋白酶体抑制剂中。

研究者表示,他们必须想出一种方法来产生多种泛素链,从而来代表细胞中的潜在多样性,而利用这种新的泛素链文库就能帮助研究者在一种受控的环境下查询UCH37的活性,而且这一系列实验也提供了第一个线索来暗示这种酶类或许正在做一些非常独特的事情。研究者开发的另一种新方法能利用质谱法来描述复杂混合物中泛素链的结构特性,这或许就让研究人员看到,他们利用基质文库所发现的活性或许在更不均匀的混合物中也存在;最终,研究人员利用CRISPR基因编辑工具从细胞中移除了UCH37,并在体外和细胞中测定了UCH37对蛋白酶体所介导的细胞降解过程所产生的影响。

研究者表示,事实证明,UCH37或许并没有像预期那样发挥作用,也没有阻止降解过程,而是会从泛素链上移除支点从而帮助降解蛋白质,我们可能会认为,通过移除降解的信号,降解过程就会受到损伤,但事实或许并非如此;后期,研究人员希望通过更为深入的研究来探索细胞的降解过程,并详细阐明UCH37设法调节细胞功能的分子机理。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Kirandeep K.Deol,Sean O.Crowe,Jiale Du, et al, Proteasome-Bound UCH37/UCHL5 Debranches Ubiquitin Chains to Promote Degradation, Molecular Cell (2020). DOI: 10.1016/j.molcel.2020.10.017

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