细胞质中的聚集蛋白质会干扰重要的运输通道

yinfuhua

细胞质中的聚集蛋白质会干扰重要的运输通道  l9 N8 [/ t6 X" ], J
来源：来宝网 / 作者： / 2016-01-14
: N( v% k/ r! ]5 Z6 m+ J
) c4 z. L" E: I8 o$ O# n在患有神经变性疾病的患者大脑中，医学研究者可以观察到蛋白质沉积物，也称为聚集体。许多年来，这些聚集体就被怀疑与神经细胞的死亡，以及与阿尔茨海默氏症，帕金森病，或亨廷顿病等有关。由Mark Hipp和Ulrich Hartl所领导的Martinsried大学马克斯•普朗克研究所从事生物化学研究的科学家们现在已经证明，蛋白质聚集体的位置严重影响着细胞的存活。虽然细胞核内的聚集体几乎不影响细胞的功能，但细胞质内相同的蛋白质沉积物却会干扰细胞核和细胞质之间重要的交通要道。这会阻碍蛋白质和RNA与细胞核之间的输入和输出。从长远来看，这可能会导致受影响细胞的死亡和疾病的发生。这些研究成果现已发表在科学（Science）杂志上。1 q! z' T: ?( _: g/ ?8 Q3 e% Q/ v' ^
蛋白质由长链氨基酸组成，功能就像细胞内的小型机器。为了能够实现其功能，蛋白质必须预先假设一个三维结构。在健康细胞中有大量的折叠助手和广泛的质量控制机制。错误折叠的蛋白质要么被修复，要么被快速降解。如果这个步骤进行得不充分，或者根本没有发生，那么蛋白质就会聚集在一起形成聚集体并损害细胞。
5 u7 A6 Y9 f7 F! i0 A" y; _蛋白聚集体与许多神经变性疾病包括ALS，阿尔茨海默氏症，帕金森病和亨廷顿氏症有关。究竟蛋白质聚集体如何损伤细胞，这还是个未知数。在2013年，Martinsried大学的几个研究小组形成了ToPAG团队来解决这个问题，现在可以报告他们所取得的第一次成功。在世界著名的蛋白质折叠专家Hartl教授的实验室工作的科学家们已经表明，蛋白质聚集体的位置决定了神经细胞的命运。
6 W0 `8 U5 z8 |5 n4 @和来自波鸿鲁尔大学的Konstanze  Winklhofer和J?rg Tatzelt一道，研究人员在培养的细胞中人工合成了易聚集的蛋白质，以及亨廷顿氏病引起的亨廷顿蛋白突变体。这两种类型的蛋白质聚积形成大量的蛋白质沉积物。“对我们是个大惊喜的是，细胞质中而不是核中的蛋白质会导致产生更多可溶解的并且毒性更强的聚集体”，在Ulrich Hartl团队的小组组长和该研究的领导Mark Hipp说道。在细胞质中的蛋白沉积物阻断了RNA的运输，以及细胞核与细胞质之间的蛋白质的正确折叠。这看起来好像是聚集体的粘性表面可隔离重要的蛋白质并灭活它们。 “我们已经检测到了聚集体内部的细胞运输机器的多个部件，这将导致来自细胞的这些组分的缺失，就像一台机器丢失了它的零件一样，细胞就无法再正常地运转”，研究的第一作者Andreas Woerner解释道。一旦所有的蛋白质和RNA的模板被阻断在细胞核内，蛋白质的合成就无法继续，细胞就会发生降解。尚不完全清楚的是为什么核聚集体的危害较小，但研究人员有证据表明，核蛋白质NPM1在避免这些聚集体的产生中起着核心的作用。% \8 q3 \5 L9 J( m- f7 _
“这项研究结果对我们研究人员和医生来说都是一大进步”，Mark Hipp总结道。“只有当我们明白聚集体如何破坏细胞，我们才有可能在未来制定出相应的对策。”
/ f- ?6 e# t' G* w' } ; ^) }  u2 I2 F* u" d1 E
http://phys.org/news/2016-01-protein-aggregates-cytoplasm-important-routes.html$ P/ a" E$ {) O0 R+ |