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2014年6月5日Nature杂志精选

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摘要 : 2014年6月5日Nature杂志本期封面所示为从一个离子迁移细胞出现的一个原始膜蛋白复合物,图上所看到的是处于载脂蛋白状态、一脂质和二脂质结合状态的氨通道。本文主要揭示脂质怎样影响复杂膜结构的。本期的精彩之处还有:多余的中心体怎样驱动侵袭性癌症、炎症中所涉及的周围神经元、人GLUT1葡萄糖运输载体的结构、微RNA与呼吸病的关系等等。

 2014年6月5日Nature杂志精选

2014年6月5日Nature杂志精选

2014年6月5日Nature杂志本期封面所示为从一个离子迁移细胞出现的一个原始膜蛋白复合物,图上所看到的是处于载脂蛋白状态、一脂质和二脂质结合状态的氨通道。本文主要揭示脂质怎样影响复杂膜结构的。本期的精彩之处还有:多余的中心体怎样驱动侵袭性癌症、炎症中所涉及的周围神经元、人GLUT1葡萄糖运输载体的结构、微RNA与呼吸病的关系等等。

封面故事: 脂质怎样影响复杂膜结构?

值得注意的是,最近发表的很多高分辨率膜蛋白结构都存在与蛋白密切相关的脂质,这促使人们提出一个问题:这些脂质是怎样影响复杂的膜结构的?Carol Robinson及同事建立了一个新的离子迁移质谱(IM-MS)方法,它使其能够获得与脂质结合在一起的折叠的蛋白构形的高分辨率谱。利用这一方法,他们识别出改变了MscL (具有大电导率的机械敏感性通道)、水通道蛋白-Z和氨通道的稳定性的脂质。然后,他们还确定了这些脂质当中与氨通道结合在一起的一个脂质(磷脂酰甘油)的X-射线晶体结构,该结构显示了某一特定环中的一个构形变化是怎样导致一个磷脂酰甘油结合点之形成的。这项研究的主要结论是,一次脂质结合事件能改变一个膜复合物的稳定性。【全文阅读】

多余的中心体怎样驱动侵袭性癌症

中心体是哺乳动物细胞中细胞周期的一个重要焦点,在控制和组织微管网络中起关键作用。有趣的是,癌细胞经常携带多种中心体,同时这篇论文也显示,多余的中心体能促进侵袭性癌细胞入侵,与由乳腺癌致癌基因ERBB2的过度表达所诱导的情形相似。另外,中心体放大还会在哺乳动物上皮细胞的三维培养中增强ERBB2 的效应,激活名为 “Rac1”的小GTPase。Rac1的激活已知在很多人类癌症中起重要作用。【全文阅读】

磷酸化的泛素是“泊蛋白”的一个活化因子

小蛋白“泛素”(以其通过与其他蛋白相结合和调控它们的活性或稳定性来在这些蛋白的转录后修饰中所起作用而为人们所熟悉)在这项研究中被发现是激酶PINK1的基质,后者与泛素连接酶“泊蛋白”(parkin)一起是隐性遗传性帕金森氏症的一个致病基因。Noriyuki Matsuda及同事发现,在线粒体膜电位降低之后,PINK1 在“丝氨酸残基65”上将泛素磷酸化,然后被磷酸化的泛素与也被PINK1磷酸化的“泊蛋白”发生相互作用。这种相互作用使得“泊蛋白”的酶活性能够被完全激活,后者涉及用泛素标记线粒体基质。【全文阅读】

炎症中所涉及的周围神经元

向小鼠皮肤上反复地局部施用抗病毒免疫调理剂“咪喹莫特”(IMQ),会激发与人类牛皮癣相似的由白介素-23介导的炎性病变。Ulrich H. von Andrian及同事发现,这种疾病模型中的皮肤炎症的产生取决于表达TRPV1 和Nav1.8离子通道的一个亚类的感觉神经元与皮肤内驻留的树状细胞之间的相互作用。与其他最近的研究工作联系起来,这一发现提出一个场景,在其中,有害痛觉纤维对环境信号进行整合,来调制针对各种不同感染性和促炎性刺激的局部免疫反应。【全文阅读】

人GLUT1葡萄糖运输载体的结构

GLUT1是负责葡萄糖向红血球和其他细胞中吸收的一种膜蛋白。一个质子耦合的木糖协同运输载体(它是GLUT1的一种细菌同源物)的结构以前曾被报道过,现在Nieng Yan及同事在这篇论文中报告了人GLUT1在一个向内开启的构形中的结构。获得这种人蛋白的结构后,作者便能够将与GLUT1缺陷综合征(亦称为De Vivo病)相关的失活性突变映射到它们的结构上。由于GLUT1的表达水平已被发现在几种癌症类型中升高,所以这一结构的获得也许会有助于新的潜在抗癌药物的开发。【全文阅读】

栉水母“太平洋侧腕水母”的基因组草图

两个截然不同的神经网与一个类似基础大脑的中心结合在一起,并具有适合其捕食性生活方式的、由中胚叶形成的肌肉。Leonid Moroz等人发表了栉水母“太平洋侧腕水母”(Pleurobrachia bachei)的基因组草图以及另外其他十种栉水母的转录组。这些基因组的神经、免疫和发育基因含量与其他动物基因组显著不同:没有HOX基因和标准的微RNA机制,免疫基因补充也减少了。 很多双侧神经元特定基因和“经典”神经传输物通道的基因在神经元中不存在或没有表达。作者提出,栉水母的神经系统(还可能包括肌肉分化)是独立于其他动物的方式演化的。【全文阅读】

微RNA与呼吸病的关系

miR-34/449家族的6个微RNA (miRNA)非常相似。它们的功能重叠,所以难以确定它们具体的生物学作用。Lin He及同事发表了从缺少所有6个miR-34/449 miRNA的小鼠获得的数据。这些动物表现出频发的产后死亡、呼吸功能失常(与一些“原发性纤毛运动障碍”患者的呼吸系统并发症相似)和不育。这些现象的主要深层缺陷是呼吸道细胞的纤毛较短和较少,这在很大程度上是由于与顶膜对接的基体(basal body)所存在的缺陷。在作者所识别出的57个潜在miR-34/449 miRNA目标中,一个是Cp110。它是一个中心粒蛋白,抑制纤毛聚集。有趣的是,研究人员已经发现了与呼吸病相关的异常Cp110水平。【全文阅读】

多组分蛋白的定制

实现由生物系统的非凡本领得到启发的蛋白自组装这样一个目标,对于材料学家来说是一个诱人的前景。作为在这个方向上所迈出的一步,David Baker及同事建立了一个计算方法,可被用来设计蛋白纳米材料,在其中两个不同的亚单元共聚成一个特定的架构。他们用该方法设计了5种由24个亚单元组成的笼状蛋白纳米材料,并通过实验演示:这些材料的结构与计算设计模型非常一致。该方法的准确性以及它帮助打开大门的二组分材料领域,为设计针对特定应用量身定制的功能蛋白纳米材料铺平了道路。【全文阅读】

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Nature : 封面故事: 脂质怎样影响复杂膜结构?

Nature : 栉水母基因组及其神经系统进化之谜

Nature : 生命中心首次报道人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构

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