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技術(shù)文章

研究發(fā)現(xiàn)骨架蛋白INAD作用新機(jī)理

閱讀:205          發(fā)布時(shí)間:2014-11-12

    調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞信號(hào)傳遞的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的研究成果,對(duì)于治療神經(jīng)系統(tǒng)衰退的疾病,如中風(fēng)及老年癡呆癥等,有著極為重要的影響。

    INAD是一種重要的骨架蛋白,在果蠅光感受接受過程中扮演了重要的角色,是調(diào)控光感信號(hào)的骨架蛋白。之前的研究中,曾有研究人員在果蠅視覺感光系統(tǒng)里的INAD骨架蛋白中發(fā)現(xiàn)了PDZ結(jié)構(gòu)域改變的現(xiàn)象——PDZ結(jié)構(gòu)域,又稱為“盤狀同源區(qū)域”,是一種由80到100個(gè)氨基酸殘基組成的保守序列,在真核生物,PDZ結(jié)垢域通常表現(xiàn)為串聯(lián)重復(fù)拷貝,由80到90個(gè)氨基酸殘基組成,包含兩個(gè)α螺旋和六個(gè)β折疊。生物作用主要是介導(dǎo)膜上的蛋白聚集,結(jié)合目標(biāo)蛋白的C端。
在這篇文章中,研究人員通過生化實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究分析,發(fā)現(xiàn)INAD骨架蛋白中的一種PDZ結(jié)構(gòu)域:PDZ5的氧化還原作用是由其與另外一個(gè)INAD構(gòu)象位點(diǎn)PDZ4相互作用調(diào)控的。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)INAD骨架蛋白里的PDZ5結(jié)構(gòu)域具有氧化還原反應(yīng)控制開關(guān)的作用,它可以在光刺激下,通過二硫鍵氧化還原作用來調(diào)控信號(hào)傳導(dǎo),將蛋白內(nèi)部的半胱氨酸氧化,據(jù)此來調(diào)節(jié)與靶蛋白的結(jié)合過程,并觸發(fā)下游信號(hào)通路。

    研究人員在果蠅眼部實(shí)驗(yàn)中,證實(shí)INAD蛋白的PDZ結(jié)構(gòu)域在光刺激下具有兩種構(gòu)象,在光照下,這種蛋白能從一種還原性的,靶向結(jié)合狀態(tài),轉(zhuǎn)變成氧化性的,非靶向結(jié)合狀態(tài),這種構(gòu)象開關(guān)取決于PDZ5結(jié)構(gòu)域二硫鍵的改變。

    INAD骨架蛋白包含有5個(gè)結(jié)構(gòu)域,這項(xiàng)研究解析了其中的PDZ5和PDZ4之間的相互作用,及這種作用所產(chǎn)生的作用,這對(duì)于進(jìn)一步研究分析INAD蛋白,以及相應(yīng)的氧化還原作用具有重要的意義。

    之前張明杰教授研究組就曾獲得PDZ結(jié)構(gòu)域研究的重要成果:他們利用核磁共振技術(shù)解出神經(jīng)元一氧化  氮合成酶的一個(gè)抑制蛋白的三維結(jié)構(gòu),次年又解出神經(jīng)元一氧化氮合成酶一個(gè)重要區(qū)域與另一種蛋白形成的復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu),一氧化氮合成酶含有的PDZ結(jié)構(gòu)域在許多蛋白質(zhì)相互作用中起重要作用,解出這個(gè)區(qū)域與其他蛋白結(jié)合的結(jié)構(gòu),對(duì)于生物化學(xué)領(lǐng)域有著重要的意義。

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