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发现一种新的细胞内蛋白运送途径----ER-SURF

时间:2018-09-19 | 栏目:分子生物 | 点击:

 在一项新的研究中,来自德国凯泽斯劳滕大学、以色列魏茨曼科学研究所和瑞士巴塞尔大学的研究人员发现新合成的蛋白到达细胞中各自靶区室的一种新机制。旨在运送到线粒体中的蛋白并不会被直接运送到线粒体中,而是先被引导到内质网的表面上,在那里,它们沿着内质网的表面“冲浪”。这种机制让新合成的蛋白保持运送能力,并且可能阻止它们聚集在一起。蛋白聚集可能是导致阿尔茨海默病和帕金森病等人类疾病的关键问题。相关研究结果发表在2018年9月14日的Science期刊上,论文标题为“An ER surface retrieval pathway safeguards the import of mitochondrial membrane proteins in yeast”。论文通信作者为凯泽斯劳滕大学线粒体生物学专家Johannes Herrmann教授和魏茨曼科学研究所的Maya Schuldiner。

作为产生大多数细胞能量的区室,线粒体(即细胞的能量工厂)含有促进蛋白摄取的表面受体。Herrmann解释道,“但是迄今为止,我们并不知道这些蛋白在到达线粒体表面之前会遇到什么。人们只是假设新和成的蛋白被直接靶向运动到它们的靶区室中。”

Herrmann团队与Schuldiner密切合作,观察到线粒体蛋白最初被靶向引导到内质网的表面上。内质网是一种细胞内室,起着将蛋白运送到各种细胞结构中的中央分选站的作用。

论文第一作者、Herrmann实验室博士生Katja Hansen解释道,这种新的输入途径被称作ER-SURF,“这是因为蛋白基本上沿着内质网表面冲浪”。Hansen通过遗传筛选鉴定出在细胞内蛋白转运中起着重要作用的新组分。她解释道,“我们能够鉴定出内质网相关蛋白在运送蛋白到线粒体表面上起着至关重要的作用。”

内质网起着缓冲系统的作用。Herrmann解释道,“新合成的蛋白质通常易于错误折叠和聚集。它们被结合到内质网表面上并被储存在那里,直到它们被传递到线粒体上。因此,ER-SURF将蛋白维持在一种保持运送能力的构象中,并阻止它们聚集。这样的蛋白聚集物对细胞是有害的,并被认为是许多疾病发展的基础。”

Herrmann的团队如今将试图揭示他们的ER-SURF机制在人类疾病中的相关性。Herrmann说,“特别是阿尔茨海默病或帕金森病等神经退行性疾病是由堆积的蛋白聚集物引起的。”如果能够更好地理解导致这些聚集物形成的机制,那么我们可能能够鉴定出治疗和治愈这些疾病的策略。

还需开展进一步的研究来揭ER-SURF是否也在将蛋白质靶向到其他的细胞区室中起着重要的作用。
参考资料:

Katja G. Hansen1,*, Naama Aviram2,*,†, Janina Laborenz et al. An ER surface retrieval pathway safeguards the import of mitochondrial membrane proteins in yeast. Science, 14 Sep 2018, 361(6407):1118-1122, doi:10.1126/science.aar8174.

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