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美国科学家发现新型蛋白质Botch调节器官发育机制

日期:2014-05-05 00:00:00

 Notch是一个四蛋白家族,在小鼠和人中具有完全相同的性能和活性。这些蛋白位于细胞周围的细胞膜中,在那里它们充当受体的作用,通过在细胞内开启一个信号连锁反应,响应细胞外的特定信号。Notch负责很多事情,从获得干细胞,到发育成不同的器官,到帮助产生红血细胞。但是,人们并不清楚,一个看似简单的信号系统如何能够具有如此不同的效果。

约翰霍普金斯大学医学院细胞工程研究所的神经科学教授Valina Dawson博士和她丈夫兼合编辑Ted Dawson博士带领的研究小组,在寻找能够保护大脑免受伤害的蛋白质时,发现了Botch。由于它是一个新发现的蛋白质,他们通过寻找可能与其发生相互作用的其他蛋白质,探寻Botch如何发挥作用的答案,并最终发现了Notch。

自Notch从细胞的蛋白制造中心出现,到它能够在细胞膜内发挥作用之前,会发生几件事情。其中一件是在蛋白质的一个特定部位添加化学基团甘氨酸。之后,一个称为furin(弗林蛋白酶)的酶可在靠近甘氨酸的部位切断Notch。Botch将甘氨酸从furin的切割点上移除。Valina Dawson称,更令人惊讶的是,Botch然后能用另外一个化学基团取代甘氨酸,而这个化学基团能够阻止furin到达切割点。Dawson称:“研究人员看惯了酶通过共同机制改变其他蛋白质的功能,如添加或减去一个磷酸基团。但是Botch使用一种以前从来没有报道过的策略:它砍掉甘氨酸,增加了一个称为5-oxy-proline的化学结构。”

实验结果表明,Botch利用一种从未见过的机制,将一个甘氨酸化学基团替代为另一个可物理性阻断furin酶活性的化学基团。

Dawson指出,现在科学家们知道要寻找什么,将来他们也许能够识别其他利用相同伎俩的酶,Botch本身可能就具有其他的靶蛋白。了解Botch如何作用于Notch,可能有助于科学家们理解发育的生物化学过程。对Botch靶向的甘氨酸附近的Notch区域突变相关的一些白血病的治疗,也具有一定的影响。

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