细胞生长破译的主要监管机构
mTOR蛋白在细胞生长中起着核心作用,增殖和生存。其活动根据不同的可用性营养物质和生长因子,包括激素。这种蛋白质是涉及到几种疾病,包括癌症,其活动频繁增加。为了更好地理解其监管,日内瓦大学的一个团队(UNIGE),与马丁·路德大学(MLU)的研究人员Halle-Wittenberg在德国,以及最近就职Dubochet成像中心(UNIGE-UNIL-EPFL)已经确定海上复杂的结构——一组相互依赖的蛋白质——mTOR控制负责。发现这种结构允许一个更好的理解细胞如何感知营养水平来调节他们的成长。
从酵母到人类,mTOR蛋白(哺乳动物雷帕霉素靶)是细胞生长的中央控制器。这种蛋白质对各种信号在细胞环境中,如营养和激素,和许多基本细胞功能调节,如蛋白质和脂质合成、能源生产的线粒体和细胞的组织结构。mTOR活动中断的原因是一些疾病,包括糖尿病、肥胖、癫痫和各种类型的癌症。
两种对立的功能在同一复杂
罗比Loewith的实验室,分子和细胞生物学系教授科学的UNIGE教员和国家中心主任能力在化学生物学研究中,感兴趣的是mTOR的规定,特别是在海上复杂,这是直接的营养和传感器控制mTOR的活动。大海是由复杂的八个蛋白质。大海的一部分复杂(SEACIT)是参与抑制mTOR的活动,而另一部分(海猫)参与其激活。
在缺乏营养,mTOR蛋白被SEACIT复形,细胞生长从而阻止。相比之下,在营养物质的存在,海猫复形是抑制SEACIT复形,可以不再阻止mTOR蛋白质。中央控制器可以发挥其在细胞生长的激活作用,例如,刺激生产的蛋白质和脂类。海猫如何调节SEACIT还不理解。
确定结构理解功能
确定海洋蛋白质之间的相互作用复杂,从而更好地理解它们是如何工作的,研究者开始着手研究这个复杂的结构。生化分离后大海从所有其他组件的复杂细胞,科学家们使用的技术Dubochet UNIGE成像中心,UNIL和后续由低温电子显微镜(低温电子显微镜)获得其分子结构。
“通过冻结样品很快在-180°C,低温电子显微镜可以获得蛋白质的结构在原来的状态,即在其功能三维形式,”卢卡斯托马西娜解释说,研究人员在分子和细胞生物学系和这项研究的第一作者。
海猫是必要但不充分的
不同的组件的复杂的生化活动然后在实验室进行测试。尽管海猫复形在一个活跃的形式(如在营养物质的存在),研究人员发现SEACIT复形仍活跃和阻塞mTOR的能力。“这个结果很意外的海猫一直以来被描述为SEACIT直接抑制剂。因此我们预计SEACIT将不活跃的活跃的海猫。我们的结果表明,海猫的行为更加的脚手架招聘其他调控蛋白,因此,它的存在是必要但不充分的抑制SEACIT,“罗比Loewith解释说,过去的研究》一书的作者。
获取海洋结构的复杂使得强调失踪链接mTOR监管级联。“当然,我们现在需要确定未知的合作伙伴,与这个复杂的交往。这些新因素可能为肿瘤治疗靶点mTOR活动加剧,”卢卡斯托马西娜结束。
参考:托马西娜L, Hinterndorfer K, Gabus C, et al。低温电子显微镜结构的复杂。自然。2022年。doi:10.1038 / s41586 - 022 - 05370 - 0
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