如何阻止癌细胞分裂

在繁忙的十字路口，交通信号通常有利于拥有最大交通量的道路以保持交通畅通。同样地，人体内的细胞分裂受蛋白质的调节，这些蛋白质控制细胞如何分裂，移动和保护自己免受压力。Rohit V. Pappu，圣路易斯华盛顿大学工程与应用科学学院的Edwin H. Murty工程教授，以及他的前博士后研究员Rahul Das，与Richard Kriwacki及其来自St.的研究团队合作。田纳西州孟菲斯市的Jude儿童研究医院发现了一个发现，揭示了如何将细胞分裂停留在他们的轨道上的分子逻辑。结果发表于5月2日的PNAS早期版。

研究小组研究了pP27 Kip1 蛋白，其作用是阻止细胞分裂或减缓分裂。Pappu说，这是一项重要的工作，因为p27和其他蛋白质的基因突变是癌症的主要罪魁祸首。“理解p27如何作为细胞周期的抑制剂是研究如何设计可以阻止细胞增殖性生长的p27模拟物的关键，这是人类癌症的关键特征，”Pappu说。

在早期的工作中，Kriwacki的研究小组表明，p27的存在是分裂细胞的停止标志。通过添加磷酸基团对关键氨基酸的修饰启动p27的降解，其将p27放入细胞的垃圾箱中，去除停止标志并允许细胞继续分裂。

Pappu和Kriwacki实验室之间的合作始于对所谓的本质无序蛋白质的共同兴趣。与传统蛋白质不同，p27和其他本质上无序的蛋白质在不折叠成明确定义的三维结构的情况下发挥其功能。

2013年，现任Rothberg儿童疾病研究所的生物信息学科学家和耶鲁大学癌症中心的访问科学家Pappu和Das表明，本质上无序的蛋白质的形状和大小受到带正电荷和带负电荷的氨基酸模式的调节。线性序列。这一发现为设计策略打开了大门，研究人员研究了相反电荷残基的改变图案对磷酸化控制p27降解和阻止细胞分裂的特定氨基酸的效率的影响。“所有设计的变体都提高了p27磷酸化的效率，这意味着天然存在的序列模式已经进化，以确保更持久的红绿灯，”Pappu说。

Pappu说，这一发现正在帮助他的团队和其他科学家揭示细胞周期中的分子逻辑以及由本质上无序的蛋白质控制的各种其他细胞过程。“我们已经制定了一个可以在各种系统中部署的策略，以制定这些面条状非结构蛋白功能的逻辑，”Pappu说。“这应该让我们了解控制细胞分裂，细胞运动和程序性细胞死亡的分子开关工作的原理。”