生物科学门户网站
BIO1000.COM

研究人员解释了分子护送如何帮助预防癌症

抗肿瘤蛋白p53可以决定细胞的生命或死亡:如果它检测到细胞基因组中的损伤,蛋白质会推动细胞自杀。在慕尼黑工业大学(TUM)进行的一项新研究表明,这种先天性癌症预防仅在特殊蛋白质(称为伴侣蛋白)允许发生时起作用。

没有副作用的癌症治疗,特别是仅攻击肿瘤细胞:仍然是医生和患者的梦想。但是大自然早就开发出了这种专注的抗肿瘤方案。我们的每个细胞都配备了它:当检测到对基因组的严重损害时,细胞会自我破坏,从而阻止肿瘤的生长。慕尼黑的一个研究小组现在解码了复杂的调节机制,该机制涉及许多不同的蛋白质。

我们已经知道这种调节机制存在一段时间,并且肿瘤抑制蛋白p53起着关键作用。之前未知的是分子伴侣在调节细胞机制中所起的作用。“

Johannes Buchner教授,他持有TUM生物技术教授

仔细看看分子机器在生物技术中称为伴侣蛋白,是确保其他蛋白质正确折叠并因此保持功能的蛋白质。在他们的实验室中,研究人员证明了两组这些“护送”蛋白,即Hsp70和Hsp40以及Hsp90,通过影响其三维结构来控制肿瘤抑制蛋白p53的功能。

生物化学家研究了在将伴侣蛋白Hsp40和Hsp70加入到含有p53的溶液中时试管中发生了什么。p53失去了与DNA结合的能力,这意味着它的生物活性也停止了。

荧光显示结构

但是是什么让这一切都奏效了?为了回答这个问题,科学家用荧光染料标记了p53,使他们能够监测个体p53分子的结构。孤立地,仅折叠p53;在Hsp40和Hsp70的影响下,它完全展开,在此过程中消耗能量。当添加伴侣Hsp90时观察到相反的效果:它将未折叠的p53重新置于其活性的折叠形式中。

“我们对伴侣的巨大影响感到非常惊讶,”布赫纳回忆道。“这里的细胞具有极其复杂的调节机制,伴侣使用它来保持肿瘤抑制蛋白的排列。”

只要这些分子护送可用,p53就会保持展开状态并且在生物学上无活性。但是如果细胞受到压力并且伴侣必须在另一个位置保持平静,p53折叠,与DNA结合,并在必要时触发细胞自杀。

根据Buchner的说法,对这种分子相互作用的理解将来有助于更好地理解蛋白质的作用并找到癌症治疗的新攻击点。

使用荧光共振能量转移(FRET)研究p53的结构。该方法基于如下概念:当用供体染料标记的蛋白质被光激发时,它触发受体染料分子,在仅几纳米的距离处发光,从而揭示蛋白质的结构变化。研究人员与慕尼黑Ludwig Maximilian大学Don Lamb教授领导的团队合作,因此能够测量单个p53分子并观察这些分子在Hsp40和Hsp70或Hsp90的影响下如何改变其结构。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。