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解析有丝分裂最重要的蛋白复合体

日期:2014-07-24 00:00:00

有丝分裂是细胞复制染色体,并将其平均分配给两个子细胞的过程。这是一种所有动植物共用的细胞分裂方式,是生命和癌症发展中的一个基础过程。

末期促进复合物APC/C负责大量与有丝分裂有关的重要工作,是细胞分裂过程中最重要也最复杂的蛋白之一。日前,英国癌症研究所的研究团队通过冷冻电镜,获得了人类APC/C的首个详细结构,这一成果于 7 月 20 日发表在《自然》(Nature)杂志上。这一巨大蛋白的详细图像,将转变人们对有丝分裂机制的理解,揭示癌症药物的潜在结合位点,并最终开发出新的癌症疗法。

APC/C对细胞周期调控蛋白的泛素化,控制着姐妹染色单体分离,胞质分裂和G1期的建立。研究人员使用冷冻电镜重建了人类APC/C复合体的结构,分辨率达到7.4 Å。这样的分辨率允许他们确定了这一复合体的全部二级结构。

此前,该研究团队曾以较低分辨率向人们展示过APC/C的球状结构,不过当时未能揭示出二级结构。在这项研究中,他们将冷冻电镜与成像App结合起来,实现了超低分辨率的成像。现在,人们可以在APC/C的20个亚基里,很清晰的看到Alpha螺旋和beta折叠,明确这一复合体的总体构造。

在细胞周期的不同时间点,APC/C的每个亚基都会与其他元件契合,从进而控制大量的有丝分裂过程,包括DNA复制的起始、染色体随着纺锤体分离、以及胞质分离等。干扰这些过程能够有选择的杀死癌细胞或者阻止它们分裂。

“APC/C是自然界中最重要也最复杂的一种蛋白,解析它的结构非常有意义。大家希翼能够开辟全新的研究途径,增进人们对有丝分裂的理解,并最终在此基础上开发新的癌症药物,”领导这项研究的David Barford教授说

英国癌症研究所的Paul Workman教授评价道:“这项研究是一个重要的进步。有丝分裂是否出现问题,是癌症细胞与健康细胞之间的一个关键差异。理解癌细胞的异常分裂,对于开发新的癌症药物至关重要,可以帮助人们改善对癌症患者的治疗。”

该研究所的 Kat Arney 指出,“解析细胞的分子基础是很重要的工作,有助于深入理解癌细胞中出现的问题,并想办法更有效的加以解决。揭示重要分子的生物结构,是鉴定药物靶标的重要一步。”

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