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科学家发现蛋白质的基本调控机制

蛋白质在每个生物体的细胞中发挥着广泛的功能,几乎在每个生物过程中都发挥着关键作用。它们不仅运行我们的新陈代谢,管理细胞信号并负责能量产生,作为抗体,它们还是我们免疫系统与等人类病原体作斗争的前线工作人员。鉴于这些重要职责,蛋白质的活性受到严格控制也就不足为奇了。

有许多化学开关控制结构,从而控制蛋白质对不断变化的环境条件和压力的反应。这些开关的生化结构和操作模式被认为是很好理解的。因此,哥廷根大学的一组研究人员惊讶地发现了一种全新的,但直到现在仍被忽略的开/关开关,它似乎是生命所有领域蛋白质中普遍存在的调节元件。结果发表在《自然》杂志上。

研究人员研究了一种来自人类病原体淋病奈瑟菌的蛋白质,该蛋白质会导致淋病,这是一种在全球范围内有超过 1 亿例病例的细菌感染。这种疾病通常用抗生素治疗,但不断增加的抗生素耐药性构成了严重威胁。为了确定新的治疗方法,他们研究了一种蛋白质的结构和机制,该蛋白质是病原体碳代谢的关键参与者。令人惊讶的是,蛋白质可以通过氧化和还原(称为“氧化还原开关”)打开和关闭。

科学家们怀疑这是由两个半胱氨酸氨基酸之间形成的常见且公认的“二硫键开关”引起的。当他们在德国汉堡的 DESY 粒子加速器破译处于“开”和“关”状态的蛋白质的 X 射线结构时,他们得到了更大的惊喜。开关的化学性质完全未知:它是在赖氨酸和半胱氨酸氨基酸之间形成的,带有一个桥接氧原子。

“我简直不敢相信自己的眼睛,”领导这项研究的凯·蒂特曼教授回忆起第一次看到这种新型开关的结构时说。“我们最初认为这一定是作为实验过程的副产品人为形成的,因为这种化学实体是未知的。” 然而,多次重复的实验总是得到相同的结果,对蛋白质结构数据库的分析进一步揭示,还有许多其他蛋白质很可能具有这种转换,显然由于蛋白质结构分析的分辨率不足而未能早期检测到。确定检测它。

研究人员承认,好运站在他们这边,因为他们测量的晶体允许以极高的分辨率确定蛋白质结构,这意味着不能错过新的开关。

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