作者:朱学良等 来源:《细胞研究》 发布时间:2012-3-31 10:58:10
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科学家解析蛋白质量控制
 
来自中国科学院生物化学与细胞生物学研究所的研究人员发表了题为“Misfolded Gβ is recruited to cytoplasmic dynein by Nudel for efficient clearance”的文章,提出了Nudel作为动力蛋白调节因子的新功能,有助于深入理解细胞内蛋白质量控制系统在空间上的精细调控。相关成果公布在3月20日《细胞研究》(Cell Research)杂志上。
 
领导这一研究的是生物化学与细胞生物学研究所朱学良研究员,第一作者是朱学良研究组万奕含。这项研究得到了国家科技部、国家基金委、中国科学院及上海市科委的资助。
 
G蛋白三聚体是G蛋白偶联受体(GPCR)信号通路中的重要分子,由α、β和γ三个亚基构成。由于β亚基具有7个重复的WD结构域形成的螺旋桨状的空间结构,新合成的Gβ需要分子伴侣来对其进行正确的折叠。而且,Gβ需要与Gγ形成异源二聚体才能具有稳定的构象并形成有功能的蛋白质复合物。
 
对于因为各种原因而错误折叠的蛋白质,细胞可通过其质量控制系统进行清除,以避免其正常生理功能受到影响。但是对于细胞采用怎样的机制来清除错误折叠的Gβ,尤其是其中涉及的时空变化,目前知之甚少。
 
在这篇文章中,研究人员发现,错误折叠的Gβ能够被泛素化修饰,进而通过泛素-蛋白酶体通路完成降解。而且,胞质动力蛋白质(cytoplasmic dynein)复合物——一种能在微管上运动的分子马达(molecular motor)——的调节蛋白质Nudel 可以直接结合错误折叠的Gβ,将其装载到该分子马达上,进而运输到中心体区域。
 
这一运输过程显著地促进了错误折叠的Gβ的降解,而在后者过量时则使其积累在中心体周围形成聚集体(aggresome)。而且,Gβ的降解不仅有助于对新合成的Gβ进行质量控制,而且还可能作为Gβγ信号的负反馈调节机制。这些发现提出了Nudel作为动力蛋白调节因子的新功能,并有助于深入理解细胞内蛋白质量控制系统在空间上的精细调控。
 
朱学良研究组一直从事细胞周期与运动等方面的研究,关于Nudel蛋白,他们曾发现这个蛋白能和粘着斑激酶(FAK)通过与Paxillin发生竞争性结合,以相反的方式调节细胞的新生粘附位点(nascent adhesion)的强度。
 
这结果揭示了细胞迁移中的一种新的分子机制:Nudel在细胞运动前沿结合Paxillin,从而选择性地增强整合素介导的新生粘附位点的强度以利于前缘的伸展;而在粘着斑中FAK与Paxillin的结合使单位粘附结构的粘附强度下降,从而有利于细胞尾部的收缩。(来源:生物通 万纹)
 
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