微观碰撞有助于蛋白质保持健康

圣安东尼奥德克萨斯大学健康科学中心的研究提供了关于“热休克蛋白”的基本新理解，也被称为“伴侣蛋白”。这些蛋白质首先在受热的细胞中鉴定，在许多压力和非压力的代谢条件下非常重要。它们保持适当的蛋白质功能，并且重要的是，防止受损蛋白质的不适当积累。例如，受损蛋白质如β淀粉样蛋白，tau蛋白和突触核蛋白的积累被认为在诸如阿尔茨海默氏病和帕金森氏病的脑疾病的发展中非常重要。

8月1日，自然结构与分子生物学杂志，由Rui Sousa博士领导的健康科学中心研究小组，以及医学院生物化学教授Eileen M. Lafer博士介绍数据显示热休克蛋白如何分解蛋白质复合物。他们发现，当分子量为70(Hsp70s)的热休克蛋白质被招募到蛋白质复合物中时，而不是简单地与这些复合物结合，Hsp70s与它们碰撞并产生溶解复合物的力。

“没有人知道热休克蛋白如何分解坏蛋白复合物，”索萨博士说。“在分子水平上，一切都在移动，碰撞和撞击，并粉碎到细胞的其他组成部分。我们发现系统将Hsp70移动到需要它们的位置。一旦发生这种情况，碰撞压力就会将事情分开。”

模型系统

之前收集这些信息的尝试失败了，因为所研究的蛋白质过于异质 - 具有太多不同的大小，形状和作用 - 以分离Hsp70的行为。

UT健康科学中心团队研究了网格蛋白，这是一种大小和形状均匀的蛋白质，对于制造运输其他蛋白质的细胞内笼子非常重要。以前的网格蛋白只能从动物标本中获得，因此很难通过实验操作。当她能够使用重组DNA技术首次在细菌中培养网格蛋白时，Lafer博士取得了技术突破。然后可以对网格蛋白进行遗传工程以进行机械研究。

Lafer博士生长了类似微观足球的网格“网箱”形状，为Sousa博士和团队研究Hsp70碰撞产生的力提供了生物原料。可以操纵网格蛋白模型系统以产生精确的结果。

破坏机器

Sousa博士给出了这项研究的类比：热休克蛋白就像一个有斧头的工人，当他搬到木桩上时，开始摆动。木桩代表蛋白质复合物。科学家们给予工人厚厚的树木和薄薄的树木，以及细长的木头和坚硬的木头。他们改变木桩的角度和其他变量，以了解它如何影响劈砍。

通过用重组DNA技术制备网格蛋白的变体，团队成员能够以允许它们确定Hsp70将其分开的机制的方式操纵该生物材料。

“这项工作是一次巡回演出，需要将特殊的生物化学和分子遗传技术融合在一起，深刻理解物理化学的原理，”健康科学生物化学系主任Bruce Nicholson博士说。中央。“对蛋白质化学和细胞生物学最基本方面的这种见解通常是在这种情况下，由好奇心驱动，以找出驱动我们身体的分子机器是如何工作的。但是，从科学好奇心的这些基本追求中，往往会产生干扰。对人类健康有很大好处。“

Hsp70在疾病

了解Hsp70行为可能与人类疾病有关。通过增加Hsp70功能，科学家们在飞行模型中治愈了神经退行性疾病亨廷顿氏症。癌症是另一个有趣的焦点。肿瘤依赖Hsp70s存活，因此降低Hsp70功能是癌症研究的一个主题。

“这是一项令人印象深刻的研究，不仅可以提高我们对细胞生物学的理解，还可以为神经退行性疾病带来治疗发现，”医学院院长兼医学事务执行副总裁FranciscoGonzález-Scarano博士说。健康科学中心。“这是对那些提出难题并开发工具来回答这些问题的科学家的致敬。我向团队表示祝贺。”

“我们攻击了这个问题，因为它是细胞生物学中一个非常重要的问题，”Lafer博士说。“我们没有这样做，因为我们想要治疗神经退行性疾病或癌症。但是，我们知道，当我们攻击科学和生物学中非常重要的问题时，它最终会导致转化应用。”

“有时作为科学家，你只需要增加对世界运作方式的理解，”索萨博士说。“这是科学家们想知道的。”

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关于圣安东尼奥的UT健康科学中心

位于圣安东尼奥的德克萨斯大学健康科学中心拥有教学，研究和治疗的使命，是该国领先的健康科学大学之一。它的医学，护理，牙科，卫生专业和生物医学科学学院已经培养了33,000名校友，他们正在全世界范围内推广自己的领域。该大学在圣安东尼奥和拉雷多设有六个校区，其16财年营收预算为8.018亿美元，是该社区306亿美元生物医药和医疗保健行业的主要推动力。