物理科技生物学-PHYICA

研究人莎拉南员破译了分子复合体的结构,该分子复合体将细胞中的解毒酶运送到正确的位置

生物 2022-05-14 00:03:08

弗赖堡阿尔伯特·路德维希大学 硫胺素焦磷酸的化学结构和转酮酶的蛋白质结构

黄色硫胺素焦磷酸辅因子和黑色木酮糖5-磷酸底物

信用:托马斯·沙菲/维基百科 过氧化物酶体是每个细胞中必不可少的膜包小泡

它们体内的酶分解有害物质,从而使细胞解毒

由教授领导的一组科学家

医生

弗赖堡大学的贝蒂娜·沃斯奇德教授

医生

鲁尔大学波鸿分校的拉尔夫·埃尔德曼教授

医生

明斯特大学的克里斯特斯·盖索吉亚尼斯研究了将酶带到过氧化物酶体所需位置的分子复合物

他们已经能够非常精确地揭示复合体的结构,并获得关于其如何运作的机制的见解

他们的研究结果已经发表在《美国国家科学院院刊》上

细胞包含许多不同大小的小泡

它们被称为细胞器,执行特定的功能

虽然线粒体像为细胞提供能量的发电站,但过氧化物酶体更像污水处理厂

在这里,几十种酶致力于有害物质的降解和有用物质的合成

在此过程中产生的有毒过氧化氢立即在过氧化物酶体中被中和

过氧化物酶体或其酶的缺陷会导致严重的疾病,通常会导致致命的后果

像大多数细胞器一样,过氧化物酶体也不能产生自己的酶

相反,正确的酶必须被分配到正确的细胞器

用于过氧化物酶体的酶具有两种特定信号序列之一,它们被细胞内部的导入受体识别和结合

然后,这些导入受体从对接复合体通过,进入捕获酶的过氧化物酶体膜中的孔

拉尔夫·埃尔德曼的研究小组已经能够在早期的工作中表明,这些酶是通过不同的孔运输到内部的,这取决于它们携带的两个信号序列中的哪一个

埃尔德曼说:“到目前为止,我们对这一过程了解甚少。”

将导入受体截留在过氧化物酶体膜上的对接复合物似乎起着关键作用

现在,研究人员第一次成功地以接近原子的分辨率确定了这个复合体的结构

“拥有不同领域专业知识的科学家之间的密切合作是成功的关键,”贝蒂娜·瓦尔施希德说

对接复合物的基本成分是两种蛋白质Pex14p和Pex17p

托比亚斯·汉森在波鸿大学的博士论文中成功分离出了这些蛋白质的高纯度复合物

通过应用低温电子显微镜和断层扫描术,多特蒙德医学研究所的帕斯卡尔·利尔获得了该复合体的结构,它由相互平行排列的细长条组成,共同形成一个整体的棒状结构

弗赖堡大学的博士生丹尼尔·文德谢克能够通过自然质谱和化学交联确定该复合物由三份聚乙二醇14p蛋白和一份聚乙二醇17p组成

该小组的联合工作表明,三种聚乙二醇x14p蛋白显示出像触角一样伸入细胞的灵活区域

科学家们怀疑触须的作用是“捕捉”尽可能多的负载感受器

“这种复合物对于功能性过氧化物酶体来说是必不可少的,”克里斯特斯·盖茨甘尼斯说

“我们对过氧化物酶体结构的初步了解及其功能的机理模型为进一步研究过氧化物酶体奠定了重要基础,也有助于更好地理解过氧化物酶体疾病

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