復(fù)活古老的蛋白質(zhì)伙伴揭示了蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)的起源

通過(guò)重現(xiàn)兩種蛋白質(zhì)的古老歷史，研究人員瞥見(jiàn)了具有十億年歷史的分子伙伴關(guān)系的起源。

生物化學(xué)家 Dorothee Kern 和她的同事們重建了兩種細(xì)胞分裂蛋白的滅絕形式，然后在實(shí)驗(yàn)室中觀察一種促進(jìn)另一種的活性。研究人員在 2 月 21 日的《科學(xué)》雜志上報(bào)道說(shuō)，Kern 的團(tuán)隊(duì)觀察到的情況代表了兩種蛋白質(zhì)以這種方式相互作用的最早已知實(shí)例。

這種稱為變構(gòu)調(diào)節(jié)的相互作用發(fā)生在許多現(xiàn)代蛋白質(zhì)之間，但“這種特征如何進(jìn)化是未探索的領(lǐng)域，”克恩說(shuō)。千百年來(lái)，變構(gòu)調(diào)節(jié)已成為細(xì)胞不可或缺的工具。Kern 解釋說(shuō)，隨著細(xì)胞發(fā)展出更精細(xì)的蛋白質(zhì)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，它們需要更細(xì)微的控制來(lái)調(diào)整它們。

“變構(gòu)調(diào)節(jié)可以說(shuō)是高等生物發(fā)展中最大的進(jìn)化步驟，”她說(shuō)。

Kern 是布蘭代斯大學(xué)霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所 (HHMI) 的研究員，他想揭示蛋白質(zhì)和其他分子如何以原子分辨率實(shí)時(shí)協(xié)同工作。查明蛋白質(zhì)在發(fā)送細(xì)胞信號(hào)、與其他分子結(jié)合或啟動(dòng)化學(xué)反應(yīng)時(shí)的行為方式，可以為科學(xué)家提供藥物發(fā)現(xiàn)的新窗口。

克恩選擇研究一種名為 Aurora A 的蛋白質(zhì)，因?yàn)樗诩?xì)胞分裂中至關(guān)重要——異常會(huì)導(dǎo)致癌癥生長(zhǎng)——而且因?yàn)樗灰环N叫做 TPX2 的蛋白質(zhì)伙伴激活。

在細(xì)胞分裂過(guò)程中，Aurora A 有助于在子細(xì)胞之間平均分配染色體。TPX2 與 Aurora A 的一個(gè)“變構(gòu)位點(diǎn)”結(jié)合——與蛋白質(zhì)活性位點(diǎn)分開(kāi)的一個(gè)位點(diǎn)。然后，TPX2 將 Aurora A 帶到作用位點(diǎn)并將蛋白質(zhì)切換到高速檔。克恩想知道這兩種蛋白質(zhì)的伙伴關(guān)系是如何演變的。

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