蛋白质在细胞多少?研究回答一个基本问题

蛋白质是构成我们的材料细胞和承担大部分工作在他们。尽管巨大体积的研究蛋白质的功能和形式,没有研究能够计算蛋白质包含在一个细胞的数量。格兰特布朗领导的一项新的研究中,多伦多大学的生物化学教授唐纳利细胞和生物分子研究中心已经改变了。询问数据几乎24个酵母细胞的蛋白质含量,研究团队能够可靠的估计数量的每个细胞中蛋白质分子第一次达成的4200万每细胞总蛋白质分子。

工作,本周发表在《华尔街日报》电池系统与阿纳斯塔西亚Baryshnikova是合作完成的,首席研究员在棉布,加州生物科技公司,专注于老化。

解释工作,布朗说“细胞生物学的功能单位,它只是一个天生的好奇心,想知道是什么,多少的。”

有记录的细胞蛋白质有助于不仅仅满足好奇心。许多疾病是由不寻常的蛋白质数量的变化引起的,和改进的知识关于蛋白质丰度及其监管可能导致治疗和治疗这些疾病。

看着蛋白质数量的先前的研究报告发现在任意单位,混乱的种子在田间和实验室之间的对比极其困难的。

许多团体,例如,使用荧光标记连接到蛋白质分子测量丰富,推断他们的丰富多少细胞发光。但仪器的差异意味着不同的实验室通常记录完全不同的细胞发出的亮度水平。其他实验室测量蛋白质含量使用完全不同的方法。

“很难概念化有多少蛋白质在细胞中,因为数据被报道在截然不同的尺度上,”布兰登Ho说,研究生在布朗实验室项目的大部分工作是谁干的。

解决问题的任意单位使用,何鸿燊转向面包酵母,单细胞微生物提供洞察基本细胞功能。酵母也极其广泛研究,使计算分子数量为每个酵母基因组的6000个蛋白编码。何利用21个独立研究,测量了大量的酵母蛋白质。不存在这样的数据集对人类细胞,每个细胞类型只包含20000个人类基因编码的蛋白质的一个子集。

这个庞大的数据供应使何鸿燊总结该领域的发现,基准,将模糊,不提供信息的措施的蛋白质数量为“有意义的结果,换句话说,每个细胞分子,”布朗说。

何鸿燊的分析揭示了第一次有多少每一个蛋白质分子在细胞中,总分子数约为4200万左右。大部分的蛋白质在较窄的范围内评估存在的1000年和10000年之间的分子。有些人慷慨地出席超过一百万册,而另一些则很少看到的,总计10分子/细胞。

解释的数据,研究人员关注细胞的机制控制大量的不同的蛋白质,使类似的研究使用人类细胞,可以帮助揭示分子疾病的根源。他们表明,蛋白质的供应与细胞的作用,这意味着它可能会使用大量的数据来预测蛋白质在做什么。

最后,在一个实验中,缓和了人们长久以来的恐惧在现代细胞生物学,何鸿燊显示添加荧光标记的惯例到蛋白质的丰度影响不大。虽然已经彻底改变了的方法研究蛋白质的生物,其发现者Osamu Shimomura网,Martin Chalfie和钱永健2008年诺贝尔化学奖,它也会加剧担心标签可能会影响蛋白质的耐用性,破坏数据。

“这项研究将很有价值的整个酵母社区,”罗伯特·纳什说的高级biocurator酿酒基因组数据库,将发布全球研究人员的数据。他还补充说,通过展示蛋白质丰度”在一个通用的和直观的格式,布朗实验室为其他研究人员提供了机会重新审视这些数据,从而促进研究中比较和假设的一代。”

本文基于工作的进行多伦多大学。