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保持细胞外蛋白质健康的新方法

随着年龄的增长,特别是在阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病中,蛋白质往往会错误折叠并聚集成细胞内外的有害沉积物。分泌蛋白在调节机体功能和对抗感染方面发挥着重要作用。现在,图宾根大学的一个合作小组发现了阻止分泌蛋白在细胞外形成沉积物的机制。该团队由研究衰老的黛拉·大卫领导,他在生物化学学院和德国神经退行性疾病中心(DZNE)工作。研究结果表明,在体液中保持蛋白质的形状有助于对抗衰老和感染。这项研究发表在最新一期的《自然》杂志上。

人体利用蛋白质作为细胞的组成部分,但以酶的形式来说,蛋白质还负责许多代谢过程。为此,构成蛋白质的长氨基酸链必须折叠成正确的三维形状。“几十年的研究都集中在细胞内的蛋白质质量控制机制上,这种机制可以避免有害的蛋白质聚集,”Della David说。但是这种错误折叠的沉积物也发生在细胞外。对于它们是如何被调节的,我们知之甚少,因为这个过程很难在实验动物(如老鼠)上进行研究。

一种新的细胞外蛋白聚集模型

为了识别细胞外调节因子,该团队利用秀丽隐杆线虫创造了一个细胞外蛋白质聚集的新模型。David和她的同事在秀丽隐杆线虫中发现了57个蛋白质聚集的细胞外调节因子。他们与慕尼黑工业大学的Martin Haslbeck合作,发现了第一个细胞外调节因子,它可以结合并稳定蠕虫体内错误折叠的分泌蛋白。“我们知道,更好地控制细胞内的蛋白质质量可以帮助动物活得更久。现在我们已经证明,更好地控制细胞外的蛋白质质量也能起到作用。”大卫说。“有趣的是,蠕虫会调动细胞外调节因子来应对病原体的感染,”她说。该研究的第一作者伊万·加洛塔补充说:“我们真的很惊讶地发现,具有更好的细胞外蛋白质量控制的动物可以在致病攻击中存活超过30%。”在与图宾根马克斯·普朗克发育生物学研究所的拉尔夫·索默的合作中,研究人员发现细胞外调节剂增强了动物的免疫反应。

来自耶路撒冷希伯来大学的Maximilian Peters也参与了这项研究,他说:“蠕虫和人类有许多共同的机制和蛋白质功能。”他发现了与蠕虫细胞外调节因子最相似的人类蛋白质。大卫说:“我们的下一个目标是确定这些调节剂是否能有效地抑制细胞外淀粉样蛋白的聚集,这种聚集在阿尔茨海默症患者的大脑中发现。”凭借她的发现,她将寻求为阿尔茨海默氏症寻找有效治疗方法的新途径。她说:“了解更多关于细胞外蛋白质量控制的知识,也可能有助于更好地理解如何促进健康衰老,保护我们免受感染。”

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