细胞周期调节过程的基本机制

日期: 2018年03月27日


    

导读:维滕贝格马丁路德大学(Martin Luther University Halle-Wittenberg,MLU)的生物物理学家和医学生化学家在著名学术期刊《PNAS》发表最新文章,描述了细胞周期调节过程的基本机制。赛业小编为您推荐“细胞周期调节过程的基本机制”,详情如下:


细胞分裂是所有生命的基础,在这个复杂过程中,最小的失误也可能导致癌症等严重疾病。若要一切按计划进行,某些蛋白必须在特定时间内打开或者关闭。

 

细胞周期

(图片来源:Abcam Inc. Copyright©2013 Abcam)


维滕贝格马丁路德大学(Martin Luther University Halle-Wittenberg,MLU)的生物物理学家和医学生化学家在著名学术期刊《PNAS》发表最新文章,描述了细胞周期调节过程的基本机制。


他们已经弄清楚了不同信号通路通过改变蛋白质结构,从而在最适当的时机将细胞分裂周期推向正确方向。


细胞周期是一个极其复杂和精确定义的过程。“母代细胞需先将现有组件加倍,然后再分成子细胞,为此,细胞调动了许多基因的开开合合,”MLU生物物理学教授Jochen Balbach说。


在细胞周期的不同阶段,一些名为CDK抑制剂的蛋白质扮演着交通红灯的作用,除非细胞完全准备好了发出起始信号,否则它们将卡住细胞无法过渡到下一阶段。


启动细胞周期进入下一阶段的信号来自一类特殊的激酶(细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶,CDKs)。“我们以前只知道,当激酶给CDK抑制剂加上一个磷酸基团(磷酸化)后,通路就被开启了。然而,我们并不知道是哪种激酶,也不知道这些激酶的分子机理,”Balbach继续说道。于是,他与医学院的Mechthild Hatzfeld教授课题组合作,结合细胞生物学方法高分辨磁共振光谱术(high-resolution magnetic resonance spectroscopy)数据,先在试管中,后在细胞中解释了这一机制。


研究人员发现,激酶不仅为CDK抑制剂(p19INK4d)添加了磷酸基团,还将它们的N端展开,改变了蛋白抑制剂的结构。这一过程使CDK抑制剂的原始功能失效,并释放了更多被封锁的激酶,为继续细胞周期提供信号。这种局部展开效应也间接促进了细胞抑制剂的降解,使细胞周期势如破竹地驶入下一阶段。


研究人员认为,这种构象改变控制机制应该是许多细胞信号通路的基础。


原文检索:Phosphorylation-induced unfolding regulates p19INK4d during the human cell cycle. Proc. Nat. Acad. Sci. USA (2018). doi: 10.1073/pnas.1719774115


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