Science揭示迄今为止未知的新机制：大脑的蛋白质破坏机器有了新的功能

科学家们早就知道，细胞的“蛋白质破坏机器”，即蛋白酶体，在大脑内的蛋白质清除中起着至关重要的作用。然而，发表在《科学》杂志上的一项新研究表明，它的基本成分——19调节粒子，在突触中具有独立的“兼职”作用，因此可能为一系列神经系统疾病的诊断和治疗提供新的机会。

　　

达尔文的进化论强调了自然界的适应性和多样性的重要性。在一个生物细胞内，蛋白质能否在新的环境下发挥新的功能?对于大脑的主要蛋白质降解机器来说，答案似乎是肯定的，特别是当它被放置在突触上时，揭示了一个迄今为止未知的机制，允许突触根据不同的情况做出反应。

调节性蛋白酶体(19S)粒子的作用一直只与它在蛋白酶体复合体中的功能有关，在那里它与催化性蛋白酶体(20S)颗粒合作，识别和去除不需要的或受损的蛋白质，这是一种对正常大脑发育和功能至关重要的机制。

利用一种名为DNA PAINT的超分辨率成像技术，研究小组注意到突触中有大量的自由19S粒子，它们在没有20S伴侣的情况下四处漂浮:

副教授、该文章的第一作者Chao Sun解释说“我们意识到，19S不仅仅是20S的合作伙伴。它也作为许多关键突触蛋白的独立调节剂单独起作用。这揭示了我们对突触中蛋白质功能的理解的一个全新维度”。

研究人员发现，大量的自由19S粒子似乎与许多突触蛋白相互作用，包括那些参与神经递质释放和检测的蛋白，从而调节突触的信息传递和存储。

“通常情况下，如果细胞复制了一种蛋白质成分的多余拷贝，它需要摆脱这些多余的拷贝。因为细胞不喜欢周围有多余的蛋白质，因为它们找不到伴侣来让蛋白质发挥作用。我们称它们为“孤儿蛋白”。但在这种情况下，似乎突触正在利用这些自由的19S粒子，并使它们适应突触中的其他功能，”Chao Sun解释说。

有了这个新发现，科学家们现在有了一个新的目标来理解和治疗神经系统疾病与功能失调的突触，如帕金森氏病和痴呆症。

Chao Sun目前是DANDRITE的小组组长，他在马克斯·普朗克脑研究所与脑奖得主Erin Schuman一起进行了这项研究。研究结果将发表在5月26日的《科学》杂志上，并于5月25日下午2点在网上发布。

文章标题

An Abundance of Free Proteasomal Regulatory (19S) Particles Regulate Neuronal Synapses Independent of the Proteasome