研究人员对细胞生物学中的关键调控物进行三维结构快照

2020-07-06 10:07:29 新闻来源:网络
  当基础科学家、癌症生物学家和临床医生一起工作时,对癌症及其治疗的一些最深刻的洞察力出现了。南卡罗来纳医科大学(MUSC)这样的团队最近在"自然通讯"(Nature Communications)杂志上报道,他们对细胞生物学的关键调节因子、癌症治疗目标Cdc 34进行了三维结构快照。
  这些人类细胞的结构和研究表明,酶的关键特性对于调节细胞生长和活性至关重要。这些独特的功能可能为合理设计新的癌症治疗方法提供机会。
  该小组由国立卫生研究院(NationalInstitutesofHealth)的研究员ShaunK.Olsen博士领导,他是MUSC生物化学和分子生物学系的助理教授,也是霍林斯癌症中心发展癌症治疗计划的成员。
  它包括研究人类蛋白质如何在分子水平上发挥作用的生物化学家,以及能够在人类癌细胞的生物学背景下扩展其发现的癌症生物学家和临床医生。
  由于其临床相关性,我选择首先关注cdc 34。我的临床兴趣是儿童的血液学/肿瘤学。cdc 34是许多生物过程的关键调节因子,在许多癌症中起着异常的作用。
  Cdc 34是E1-3酶与信号分子泛素相互作用以调节细胞生长和活性的级联反应的主要参与者。
  在这个系统中,cdc 34标记的蛋白质通常使用泛素来阻止细胞生长,这是专门针对蛋白质的,被细胞废物压实机生物学家称为蛋白酶体处理。
  当cdc 34不能正常运作时,这些细胞生长的负调节因子就会积聚并阻碍细胞生长,这是一种对癌症治疗感兴趣的功能。
  E1酶的研制可能会产生许多意想不到的后果。E1酶位于级联的顶端,影响到所有低于它的分子。与其以Cdc 34为靶标,级联反应下游的E2酶可能同样有效和安全。
  如果E1被靶向,那么E1下游的所有分子都会被关闭,包括数千条不同的途径,"Olsen解释道,"然而,如果你是专门针对其中一种E2,那么它只是泛素通路的整个组成部分的一小部分,当其他通道正常工作时,泛素通路就关闭了。"这将是一种更精确的方法。
  为了了解如何更好地针对Cdc 34,团队,你首先必须对它的结构有更好的了解。蛋白质的结构是它们与其他分子相互作用和实现其细胞功能的关键。
  Olson和Williams从酵母和人类细胞中分离出蛋白质,并获得了一系列Cdc 34的结构快照。这使他们能够确定它如何与E1酶和泛素(如拼图拼图片段)发生碰撞。MUSC小组发现,它是通过独特的形状变化来实现的。
  重要的是,我们可以通过E1酶看到3D调控,将Cdc 34摆动到其E2结合位点,"Williams说。"我们还发现,从未见过的Cdc 34也改变了形状,与E1相互作用。
  奥尔森和威廉姆斯与霍林大学癌症研究人员艾伦·迪雷博士(AlanDiehl)合作,在研究酵母、奥尔森和威廉姆斯的蛋白质后,以及他的实验室也证实了人类癌细胞中的这种现象。
  由于这项工作中发现的cdc 34机制的许多细节都是这种特殊酶所特有的,因此医生有可能专门研究cdc 34作为一种新的癌症治疗方法。
  虽然Cdc 34及其结合蛋白可能在未来得到发展,但在这些发现影响临床治疗之前,还需要做更多的工作。
  然而,这并没有削弱这项工作的重要性,也没有削弱它为生物医学研究人员树立的榜样。
  这是团队科学的一个很好的例子,由于专业知识的协同作用,工作的整体影响大于各个部分的总和,"奥尔森解释道。"在这种情况下,迪尔博士杰出的癌症生物学家团队将我们的结构和生化发现扩展到了生物环境,这是将我们的工作转化为临床实践的关键一步。
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