《自然》、《PNAS》发表两项蛋白质研究新进展

　　生物通报道：如果基因组是人类细胞的“零件目录表”，那么特定的蛋白质就好比生产管理者，负责活化和去活化所需的基因。而且，蛋白质才是生命功能的真正执行者。近期，来自美国的研究人员在蛋白质研究方面获得了令人瞩目的成果。 一关键蛋白如何控制基因 来自美国的科学家对一种关键蛋白质如何控制基因的活性以及该蛋白突变如何导致疾病有了更为清楚的了解。这项工作为设计出靶向癌症、糖尿病、艾滋病和心脏病的药物开辟了新的途径。这项研究的结果刊登在2月14日的《自然》杂志上。 研究的负责人包括约翰•霍普金斯大学医学院的Philip Cole博士、Wistar研究所得Ronen Marmorstein博士。 研究人员集中分析了一种叫做p300/CBP的蛋白质，这种蛋白属于一种叫做组蛋白酰基转移酶（HATs）的蛋白家族。这些酶能够通过将乙酰基团附着到组蛋白上来活化基因。 P300/CBP突变与结肠癌、乳腺癌、胰腺癌和前列腺癌等多种癌症有关。研究人员相信，一种能够有选择抑制p300/CBP的物质可能成为一种有效的抗癌药物。 在大约10年前，Cole和他的同事设计出了一种p300/CBP抑制剂。但是这种抑制剂在人体内无活性，因此它就成为了专门的一种研究工具。 在这项新研究中，研究人员通过将X射线晶体学和详细的酶学方法进行结合，了解了p300/CBP如何工作。 这种三维的晶体结构为p300/CBP一个关键部分如何与抑制剂结合提供了一个详细画面。他们对这个酶的大量突变版本进行的研究揭示出了p300/CBP中的哪些氨基酸对它的活性至关重要。 了解了p300/CBP的结构和行为将帮助研究人员设计出一种能够在人类细胞中起到抗癌作用的P300/CBP抑制剂。P300/CBP的适当功能是胰岛素调节和心脏细胞健康的关键。因此，能够调节p300/CBP活性的化合物可能有助于治疗糖尿病和心脏病。 另外，HAT活性对HIV的增殖是必须的，因此一些研究人员认为靶向HAT或类似的酶可能是对抗这种病毒的一种新途径。 该文章还证实，一些之前发现的与特定癌症相关的p300/CBP突变正是位于p300/CBP接触抑制剂的位置。研究这些突变如何改变这种酶的功能将有助于了解这些突变如何能够导致疾病的发生。 研究人员还表示，这项研究阐明了酶学和结构生物学如何相互结合起来获得一个重要的生物医学问题的基础和实践新知识。 破译神经元蛋白网 大脑中成千上万个蛋白质之间的工作关系能够影响许多大脑疾病，如阿尔茨海默症、帕金森症和脊髓损伤等。在首次的大型脑蛋白质组研究中，来自加州大学圣地亚哥确定出数千神经元蛋白质，以弄清它们如何形成复杂的信号网络来知道神经元功能。 研究中，他们使用了定量质谱、计算机软件和生物信息学方法来分析蛋白质的分子功能。该研究将可能使我们对大脑发育、神经退化疾病和脊髓退化有更深入的了解。 由Richard Klemke教授领导的这个研究组开发出了一种新技术，该技术使他们首次从产生轴突或树突的神经元分离并纯化出神经突长膜外延物。这项技术突破为了解神经突如何形成和分化程再生神经元链接并产生功能性网络开启了大门。研究还发现了两种关键信号分子如何受一种控制神经突向外生长的复杂蛋白质网络所调节。这项研究的结果发表在本周《PNAS》（美国科学院院刊）杂志的网络版上。 神经突的形成（neuritogenesis）是神经元分化的第一步，是中枢神经系统的基础细胞形成过程。了解神经突如何形成至关重要，因为这些结果能够产生特化的轴突和树突来传递感觉以确保我们能够看到、听到、尝到味道、辨别推理和做梦。 树突和轴突构成的神经信号网络形成了一个巨大的信息网格。加州大学的这个研究组的研究目的就是要弄清神经元如何正确链接和再生以维持大脑的恰当连线。了解了神经突发生在神经链接再生过程中的作用，是描绘这个信号网络的一个关键组成。 研究人员表示，他们的最初目的是确定出导致神经突生长和分化的独特蛋白质，以及了解知道神经突形成和迁移的信号。 Klemke教授和他的博士后Olivier Pertz和王迎春（Yingchun Wang）鉴定出了一个富含GEF和GAP蛋白的复杂网络，该网络通过调节信号来控制神经突发生。 这个信号途径提供外部指导信号给细胞内的机械机制，使神经突向前生长、转弯或相反方向生长。了解了这数千个神经突蛋白如何协调工作将可能帮助我们人为指导神经突在身体的适当位置再生，并且逆转神经退化疾病造成的神经损伤。 研究人员发明了一种独特的微孔过滤技术来从神经元细胞体分离神经突。这种方法为使用可确定蛋白质构成的质谱开启了大门。（生物通雪花）