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蛋白质如何调节细胞周期

细胞分裂是一切生命的基础。即使是这个复杂过程中最小的错误也可能导致像癌症这样的严重疾病。某些蛋白质必须在特定时间打开或关闭,以便按计划进行。

马丁路德大学Halle-Wittenberg(MLU)的生物物理学家和医学生物化学家设法描述了这一过程的潜在机制。他们已经弄清楚细胞中不同的信号通路如何改变蛋白质的结构,从而在正确的时间以正确的方向驱动细胞分裂周期。研究人员在着名期刊“美国国家科学院院刊”上发表了他们的研究成果。

细胞周期是一个极其复杂和精确定义的过程。“母细胞必须将其现有成分加倍,然后分成子细胞。为了做到这一点,必须在非常特定的时间打开和关闭许多基因,”MLU的生物物理学家Jochen Balbach教授说。细胞周期被细分为各个阶段。它们由所谓的抑制蛋白控制,也称为CDK抑制剂。像红色交通灯一样,这些蛋白质阻止转变到下一个阶段,直到细胞提供相关的启动信号。开始细胞周期下一阶段的信号来自一个特殊的酶组,即激酶。“以前我们只知道激酶通过在CDK抑制剂上添加磷酸基团来传递信号。但是,没有知识,

与MLU医学院病理生物化学部Mechthild Hatzfeld教授领导的工作组一起,研究人员现在已经能够首次描述这种信号传导途径。他们将高分辨率磁共振波谱数据与细胞生物学方法相结合。这意味着研究人员能够首先在试管中解释机制,然后直接在细胞中解释。研究人员发现,这些激酶通过展开它们来改变抑制蛋白的结构。该过程禁用抑制蛋白的原始功能并释放进一步阻断的激酶,其给予细胞周期的信号继续。这种局部去折叠还触发细胞中抑制剂的降解,确定进展发生的方向。

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