签名,盖章和交付:蛋白质在细胞找到他们的地方

超过四分之一的所有细胞在膜蛋白质,他们执行至关重要的功能。履行这些角色,膜蛋白必须可靠地从细胞他们网站的生产转移到目的地并正确地插入到目标膜。海德堡大学生物化学中心(BZH)的研究人员已经成功地确定分子的三维结构机负责正确的放置一个重要的膜蛋白家族——所谓的“tail-anchored”膜蛋白,或简称为TA蛋白质。

一个成年人由约1000亿个细胞。每一个包含无数蛋白质,架构师和玩家生活中执行广泛的功能。蛋白质在细胞的主要部分是膜蛋白,即组件的膜(拉丁膜),信封以及它的小器官,每一个细胞的细胞器。膜蛋白可以形成通道或孔隙和执行基本任务,如运输的物质和信号传输。因此,正确的插入膜蛋白是其实现的关键生物作用,反过来,细胞的本征函数。但是确保在正确的膜蛋白最终集成在正确的位置吗?

特定的信号序列,一小部分蛋白质,像“邮政编码”,是至关重要的交付到正确的位置和正确的插入到膜。他们发现分子排序蛋白质,机器立即送到目的地。在某些蛋白质,发现信号序列的分子,被科学家称为“tail-anchored”或助教膜蛋白质。这一至关重要的膜蛋白家族参与许多细胞过程,包括膜融合和细胞凋亡或程序性细胞死亡。

BZH Irmgard博士教授领导的研究人员最近犯罪分子的三维结构决定机器插入助教蛋白质膜的内质网(ER)——细胞内一个重要的分销网络,连接到所有其他细胞器。对于他们的结构分析,BZH科学家利用低温电子显微镜(低温电子显微镜),一个方法被2017年的诺贝尔化学奖。“这种类型的高分辨率结构信息是必不可少的理解蛋白质插入过程的最后一个步骤到ER膜,“犯罪教授解释说,他的研究小组BZH。

得到插入机器负责正确的TA蛋白质插入膜ER。得到代表“引导进入tail-anchored膜蛋白”。这插入机器,几乎没有改变在进化的过程中从酵母到人类,包括三个蛋白质构建块。两个位于ER膜形成一种腔(Get1和Get2)。第三个(Get3)位于外膜,作为助教蛋白质拯救者。得到的所有三个组件插入机是必不可少的助教蛋白质的正确插入到目标膜。Get2需要发货人的蛋白质和本质上“推”向腔内部的膜。海德堡大学的研究人员发现了这个意想不到的细节关于Get2之间的交互和Get3在蛋白质结构的分析。他们还表明,两份插入机器总是紧密合作,使集成过程更有效率。“GET插入机器给助教蛋白质提供了积极有利的路线进入膜,”州犯罪教授。

“小膜蛋白与插入机是结构生物学的挑战,所以我们的研究需要创意,“结构生物学家梅兰妮麦克道尔博士补充道。只允许近年来在低温电子显微镜技术进步越来越小的蛋白质复合物的结构中确定更多细节。海德堡大学因此建立了一个网络(HDcryoNet)低温电子显微镜,使小膜蛋白复合物的结构分析得到插入机成为可能。犯罪和麦克道尔博士教授相信,他们的新数据提供了一个至关重要的缺失的拼图完成图片所需的蛋白质在细胞内运输和蛋白质插入膜。

参考:马麦克道尔海姆M,佛罗伦萨F, et al .结构性基础Tail-Anchored膜蛋白变得Insertase复杂生物起源的。分子细胞。2020,80 (1):72 - 86. - e7。doi:10.1016 / j.molcel.2020.08.012。

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