《自然》:分子伴侣蛋白的全新功能

【字体: 时间:2019年12月05日 来源:生物通

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  分子伴侣的作用远不止于蛋白质折叠。它们通过与多种蛋白质灵活相互作用,并像阴影一样陪伴它们来控制细胞过程。

  

帕金森病是最常见的神经退行性疾病之一。由于全球预期寿命的增长,预计未来几年帕金森症病例将迅速增加。对于这种疾病导致大脑神经细胞进行性死亡的病因,科学家们尚不十分清楚。因此,开发有效疗法变得更加困难。

众所周知,α-突触核蛋白在帕金森症的发展过程中发挥关键作用。近期,来自巴塞尔大学生物中心大学的研究人员发现,人体细胞中的一种称为伴侣蛋白的辅助蛋白能保护α-突触核蛋白,如果它们之间的动态相互作用出现紊乱,就会导致细胞受损,并形成帕金森病典型的路易体。

这一研究发现公布在Nature杂志上。

分子保镖与α-突触核蛋白的相互作用

在人体细胞中,大约有三十至四十种可能与α-突触核蛋白相互作用的分子伴侣。科学家们系统地在原子水平上分析了分子“保镖”与α-突触核蛋白之间的相互作用。

“使用最新的NMR技术,我们发现并确定α-突触核蛋白与分子伴侣相互作用的特定模式,”领导这一研究的Sebastian Hiller教授解释说,“没有固定的,僵化的互动,而是动态而不断变化的相互作用。”

在健康细胞中,α-突触核蛋白始终都有分子伴侣蛋白的陪伴,因此α-突触核蛋白可以保持可运输性,并且在任何时候都可以使用大量的功能性α-突触核蛋白。

分子伴侣结合受损导致细胞损伤

如果分子伴侣不能够履行其保镖功能,将会造成严重后果。α-突触核蛋白的化学修饰(例如在帕金森病中观察到的修饰)会干扰分子伴侣的结合。这些“无人陪伴”的α-突触核蛋白可能会重新定位,积聚在细胞的动力工厂线粒体膜上,并逐渐破坏它们。最近的研究就表明,帕金森病的典型路易体主要由线粒体膜碎片和α-突触核蛋白组成。

分子伴侣的新功能

Hiller说:“通过我们的工作,我们怀疑伴侣蛋白的功能不仅仅是帮助蛋白质折叠成适当形状,分子伴侣的作用远不止于蛋白质折叠。它们通过与多种蛋白质灵活相互作用,并像阴影一样陪伴它们来控制细胞过程。”

了解分子相互作用以及参与的伙伴之间的相互作用,为帕金森病的治疗提供了重要的线索。将来,在开发新疗法时也应考虑伴侣蛋白及其功能的维持。

(生物通)


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