磷酸化诱导蛋白开折，推动细胞周期前进

　　

细胞分裂是所有生命的基础，在这个复杂过程中，最小的失误也可能导致癌症等严重疾病。若要一切按计划进行，某些蛋白必须在特定时间内打开或者关闭。

(图片来源：Abcam Inc. Copyright©2013 Abcam)

维滕贝格马丁路德大学（Martin Luther University Halle-Wittenberg，MLU）的生物物理学家和医学生化学家在著名学术期刊《PNAS》发表最新文章，描述了细胞周期调节过程的基本机制。

他们已经弄清楚了不同信号通路通过改变蛋白质结构，从而在最适当的时机将细胞分裂周期推向正确方向。

细胞周期是一个极其复杂和精确定义的过程。“母代细胞需先将现有组件加倍，然后再分成子细胞，为此，细胞调动了许多基因的开开合合，”MLU生物物理学教授Jochen Balbach说。

在细胞周期的不同阶段，一些名为CDK抑制剂的蛋白质扮演着交通红灯的作用，除非细胞完全准备好了发出起始信号，否则它们将卡住细胞无法过渡到下一阶段。

启动细胞周期进入下一阶段的信号来自一类特殊的激酶（细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶，CDKs）。“我们以前只知道，当激酶给CDK抑制剂加上一个磷酸基团（磷酸化）后，通路就被开启了。然而，我们并不知道是哪种激酶，也不知道这些激酶的分子机理，”Balbach继续说道。于是，他与医学院的Mechthild Hatzfeld教授课题组合作，结合细胞生物学方法高分辨磁共振光谱术（high-resolution magnetic resonance spectroscopy）数据，先在试管中，后在细胞中解释了这一机制。

研究人员发现，激酶不仅为CDK抑制剂（p19^INK4d）添加了磷酸基团，还将它们的N端展开，改变了蛋白抑制剂的结构。这一过程使CDK抑制剂的原始功能失效，并释放了更多被封锁的激酶，为继续细胞周期提供信号。这种局部展开效应也间接促进了细胞抑制剂的降解，使细胞周期势如破竹地驶入下一阶段。

研究人员认为，这种构象改变控制机制应该是许多细胞信号通路的基础。

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原文检索：Phosphorylation-induced unfolding regulates p19^INK4d during the human cell cycle. Proc. Nat. Acad. Sci. USA (2018). doi: 10.1073/pnas.1719774115

（生物通：伍松）