细胞中的蛋白质质量控​​制

由MDC研究员Annika Weber领导的研究小组已经确定了细胞用于标记有缺陷蛋白质的有效机制。该研究结果为细胞中蛋白质质量控​​制的功能提供了重要见解，现已发表在“ 分子细胞 ”杂志上。蛋白质在细胞内执行广泛的任务。为了使一切运行顺利，细胞必须确保所有必需的蛋白质都可用并且它们处于良好状态。有缺陷的蛋白质被标记，然后再循环。连接酶复合物能够识别异常蛋白质并附着一种称为泛素(Ub)的小调节蛋白，以将其标记为有缺陷。然而，在触发蛋白质降解途径之前需要进一步的步骤。单泛素化是不够的：必须形成多个Ub分子的特定链，其中分子在特定点处彼此连接。Annika Weber和来自MDC的Thomas Sommer领导的工作组的同事现在已经发现了这条链是如何在Doa10连接酶复合物中形成的。

在引发阶段，异常蛋白质被泛素标记为有缺陷。为了开始降解过程，需要第二种酶(Ubc7)来合成泛素链。图形：MDC / Annika Weber.Doa10在内质网和细胞核中的蛋白质质量控​​制中起关键作用，监测过程中许多不同蛋白质的状态。当产生蛋白质降解信号时，Ubc6酶首先将泛素分子附着到有缺陷的蛋白质上。一旦这个起始阶段(引发)完成，Ubc7-另一种酶 - 起作用，催化链延伸过程，从而形成多个Ub分子的同源链。链完成后，将靶蛋白分选至降解途径。因此需要两种酶来触发该信号通路。研究小组还发现，在这个特殊的过程中，主要的泛素不仅附着在缺陷蛋白上的氨基酸赖氨酸上，还附着在丝氨酸残基上。这些氨基酸残基是蛋白质上遍在蛋白链的“对接点”。“即使没有可接触的赖氨酸残基暴露，这也能够处理有缺陷的蛋白质，从而导致降解过程特别灵活，使细胞能够提高蛋白质质量控制的成功率，“该论文的两位主要作者之一，Thomas Sommer细胞内蛋白水解工作组的博士生Annika Weber说。

细胞中的大量不同蛋白质必须被降解 - 通过折叠氨基酸链形成的所有细胞蛋白质结构的约30%是有缺陷的。细胞的问题是这些错误折叠的蛋白质不具有统一的结构，使得难以正确地识别它们。如果这些“无用”蛋白质的分解出错，它们会沉积在细胞内并扰乱其体内平衡。这可能导致细胞死亡并引发许多疾病，包括神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。