Nat:细胞中蛋白质量控制关键 泛素连接酶分子伴侣或破坏

邓文龙

Nature：重磅！鉴定出细胞中蛋白质量控制的关键组分

关键在于两组蛋白---泛素连接酶（ubiquitin ligase）和分子伴侣（molecular chaperone）  泛素连接酶和分子伴侣

2018-12-03 21:33

2018年12月3日/生物谷BIOON/---作为我们的细胞的主要成分，蛋白执行着必要的任务来保持我们的细胞---和我们的身体---正常地发挥功能。但是蛋白只有折叠成正确的形状才能完成它们的工作。

当蛋白发生错误折叠时，细胞能够尝试着通过让蛋白重新折叠或破坏它来拯救这一点，但是细胞如何做出这个决定一直是个谜。在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学的研究人员鉴定出这个决定中的关键分子参与者。这一基本知识是治疗包括阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病以及有时因细胞无法清除错误折叠蛋白而产生的癌症在内的许多人类疾病的第一步。相关研究结果发表在2018年11月15日的Nature期刊上，论文标题为“Distinct proteostasis circuits cooperate in nuclear and cytoplasmic protein quality control”。论文通讯作者为斯坦福大学的Judith Frydman、Rahul S. Samant和Christine M. Livingston。

图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0678-x。

要重新折叠还是不重新折叠？

诀窍是在消除不好的蛋白和拯救可修复的蛋白之间找到一个适当的平衡点。Frydman说，“细胞需要找到蛋白质量控制（protein quality control, PQC）的平衡点，在这个平衡点上，它降解错误折叠的蛋白，从而阻止它们堆积而变得有毒性，但是也不会过于热衷于降解包括仍然能够发挥功能的蛋白在内的一切东西。”

在经过大约十年的研究后，Frydman和她的团队发现了细胞如何确定这个平衡点位于何处。关键在于两组蛋白---泛素连接酶（ubiquitin ligase）和分子伴侣（molecular chaperone）---共同决定如何处理错误折叠的蛋白。已知这两组蛋白在细胞中发挥着其他的作用，但是这是首次证实它们在靶向错误折叠蛋白中具有双重作用。泛素连接酶将各种泛素支链添加到错误折叠蛋白的特定位点上。根据泛素支链所在的位置和类型，细胞决定是否破坏错误折叠的蛋白或让它重新折叠。分子伴侣协助新产生的或未成熟的蛋白进入成熟的功能状态，但是令人吃惊的是，分子伴侣也在决定降解错误折叠蛋白中发挥作用。

这种决定存在着细胞区室差异

在研究细胞如何决定哪些错误折叠的蛋白需要被破坏时，这些研究人员注意到一种奇怪的现象：这种决定过程在细胞质和细胞核中存在着差异。

Frydman说，“我们认为这反映了对蛋白质量控制的严格程度的不同要求。”

在细胞质---在那里，新产生的蛋白发生折叠---中，细胞会尽量不过早地降解蛋白。细胞可能降低破坏细胞核中错误折叠蛋白的标准，避免它们干扰重要的遗传信息。

Frydman和她的团队仍然对细胞如何决定处理细胞不同部位的错误折叠蛋白的不同方式感到好奇，但是这些新发现为解答诸如此类的问题奠定了基础。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Rahul S. Samant et al. Distinct proteostasis circuits cooperate in nuclear and cytoplasmic protein quality control, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0678-x.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0678-x

http://news.bioon.com/article/6730752.html



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