科学家揭示了对基因表达至关重要的蛋白质结构

低温电子显微镜技术 - 本月早些时候MRC科学家Richard Henderson博士获得诺贝尔奖 - 现已被用于解决对基因表达至关重要的蛋白质复合物的结构。在新窗口发表于Scienceopens的论文中，研究人员表示，该结构指出人类流感病毒如何能够破坏细胞的基因表达机制。该研究由Lori Passmoreopens博士在MRC分子生物学实验室的新窗口中领导，是第一个揭示蛋白质重要部分结构的研究，称为裂解和聚腺苷酸化因子(CPF)。

CPF是由许多亚基组成的复合酶。冷冻电子显微镜已经彻底改变了科学家以天然形式发现大型，灵活和复杂蛋白质结构的能力。

该论文的高级作者，MRC LMB的组长，Lori Passmore博士说：“理解完整的CPF的结构和功能，以及它是如何组装的，几十年来一直是基因表达领域的核心问题 - 它是这样一个基础蛋白质，但我们仍然不明白它是如何工作的。这是一个巨大的技术挑战，因为使用低温EM数据完全从头开始构建很少的结构。我们很高兴终于建立了第一个原子模型中央公积金部分结构。“

CPF使基因表达成为尾巴

基因表达 - 将DNA中编码的指令转换为蛋白质 - 需要许多重要步骤。酶复制基因并产生单链DNA，称为信使RNA(mRNA)。

mRNA可以从细胞核中移出，在细胞核中，DNA被容纳在细胞​​质中，细胞质利用mRNA的指令组装蛋白质。

CPF酶是这一过程的必要组成部分 - 它在每个新mRNA的末尾添加了一长串腺苷分子，称为“poly-A尾”。

这种尾巴很重要，因为尾巴的长度指定了mRNA在细胞中存在的时间，以及它转化为蛋白质的频率。poly-A尾也是mRNA被运出细胞核所必需的。

针对流感

病毒感染，例如流感，靶向细胞内的CPF并破坏基因表达。研究人员在CPF上发现了一个位点，其中来自病毒的蛋白质可能以一种可能阻止CPF与mRNA相互作用的方式结合，从而阻止细胞中的基因表达达到病毒的优势。

科学家表示，这种结构也将有助于他们更好地了解CPF的工作原理以及poly-A尾部添加的缺陷如何导致疾病 - 包括β-地中海贫血，血栓形成倾向和癌症。

Passmore博士说：“这是我实验室的一个长期项目，很多人在过去七年中为此做出了贡献。我仍然记得在2010年看到CPF的第一张图片。现在，拥有CPF的结构将启用未来研究这种重要蛋白质如何在正常细胞中起作用，但它也为了解其在病毒感染和癌症等疾病中的作用提供了机会。“