十年之久的蛋白质分类难题解决了

基于遗传蓝图,个别氨基酸组装成氨基酸长链,蛋白质,蛋白质工厂的细胞核糖体。每一个新成立的蛋白质与氨基酸蛋氨酸开始。这种氨基酸在蛋白质合成过程中经常再次分裂,只要不断增长的氨基酸链树叶蛋白质工厂通过“核糖体隧道”。在这些情况下,蛋氨酸的切除是必要的,以确保后续函数相应的蛋白质在细胞中。

导致这个乳沟是已知的酶。根据他们的功能,他们被称为甲硫氨酸氨肽酶(metap)。到目前为止,还不清楚如何metap接触到蛋白质工厂,只有在正确的地方和时刻,从特定的蛋白质引起蛋氨酸的切除。生物学家Elke Deuerling,马丁Gamerdinger及其团队的康斯坦茨大学(德国),连同Nenad禁令从苏黎世ETH(瑞士)和他的同事们,已经揭示的主题。结果发表在科学显示:访问metap蛋白质工厂是由一个“核糖体看门人”NAC(“新生polypeptide-associated情结”的简称)。

比以前更广泛的功能

去年(2022),该团队由Deuerling和南汽Gamerdinger得以阐明执行一个重要的排序功能核糖体地道:“我们能够表明,NAC坐在前面的隧道出口像看门人。它控制蛋白质的运输到内质网(ER) -细胞内的膜网络通过专门结合蛋白和运输分子(SRP),“Deuerling总结了以前的研究结果。现在在他们的新研究中,研究人员表明,看门人的排序功能更广泛、更重要比先前所知,,南汽也保证了正确的蛋氨酸切除从新兴的蛋白质。

在蛋白质送到急诊室,第一个氨基酸蛋氨酸是传输信号的一部分。“蛋氨酸切除这些蛋白质会破坏信号,从而防止其运输到细胞内的膜网络,这将不可避免地导致细胞死亡,“Gamerdinger解释道。如何阻止这些交通信号被metap摧毁是一个重大科学难题的科学家从康斯坦茨和苏黎世已经解决:门卫NAC形式复杂METAP1和核糖体的核糖体在出口处隧道。只有在这个复杂的酶会导致蛋氨酸的切除新形成的蛋白质。

这个变化与传输信号离开核糖体蛋白质隧道。蛋白质之间的相互作用的信号序列和南汽然后导致看门人来改变自己的位置在核糖体隧道。因此,METAP1失去约束力的南汽,从而断开蛋氨酸的能力。看门人的位置改变,新的绑定接口传输分子SRP变得容易。“这种机制意味着蛋白质缺乏蛋氨酸切除信号序列可以具体修改。相比之下,那些被运送到了内质网,METAP1依然不受影响,”Gamerdinger解释道。

看门人作为中介全能型选手?

研究人员假设NAC可能有其他类似的中介功能核糖体隧道,因此假设一般分子控制中心的角色。“有大量的酶和运输的分子,如METAP1和SRP,与新兴的蛋白质已经在蛋白质合成。因此,未来的研究将不得不显示NAC是否还在调节其他进程中发挥作用,为细胞的功能是至关重要的,”Deuerling说。

参考:Gamerdinger M,贾米,Schloemer R, et al。南汽控制cotranslational n端蛋氨酸切除在真核生物。科学。2023,380 (6651):1238 - 1243。doi:10.1126 / science.adg3297

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