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动物所等在非典型肌球蛋白Myo5a调节机制方面取得[进]展

本站网址:http://jsn111.com时间:2016-12-11发布:防暴器材作者:hmw点击:30次
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  与原核细胞相比,真核细胞有着庞大de体积禾口复杂de胞内系统。真核细胞胞内de物质转运不仅仅依赖于非特异性扩散,更依靠于主动运输。真核细胞de细胞骨架(cytoskeleton)系统是胞内运输de主要通路。在|细胞骨架上运输物质de运载工具被称[为]马达蛋白。马达蛋白可分[为]三类:肌球蛋白(myosin)、驱动蛋白(kinesin)禾口动力蛋白(dynein)。驱动蛋白禾口动力蛋白在|微管(microtubule)上运动,而肌球蛋白在|由肌动蛋白(actin)组成de细丝上运动。通过与actin细丝de相互作用,肌球蛋白可以将atp水解产生de化学能转化成机械能。

  肌球蛋白可分[为]三十多类型,其中ii型肌球蛋白又被称[为]典型肌球蛋白(conventionalmyosin),主要参与肌肉收缩,而其它类型de肌球蛋白又被称[为]非典型肌球蛋白(unconventionalmyosin),参与细胞de运动以及细胞内各种物质de转运。第五类非典型肌球蛋白(unconventionalmyosin-5,myo5)是目前研究最[为]深入de一类非典型肌球蛋白。在|果蝇中,myo5参与视觉蛋白囊泡以及色素囊泡de转运,与果蝇复眼de发育以及光适应(瞳孔反应)有关。在|哺乳动物中,myo5参与黑色素颗粒de转运,与皮肤de颜色深浅有关;参与神经细胞中de受体转运,与记忆形成有关。myo5de突变可以引起[人]de遗传疾病,如myo5a突变可以引起griscellis综合症,myo5b突变可引起小肠微绒毛内陷症。因此,对myo5马达蛋白de研究可以促[进][人]们对相关疾病机理de认识,[为]这些疾病de预防以及治疗提供科学依据。

  中国科学院动物研究所研究员李向东领导de研究组主要从事非典型肌球蛋白de结构、功能以及调节机理方面de研究。李向东最早提出(了)关于myo5调节机理de尾部抑制假说:myo5de球形尾部结构域(gtd)通过与其马达头部结合,从而抑制其马达头部de活性;而高浓度de钙离子或者“货物蛋白”可以打破头尾相互作用,[进]而激活其马达活性。近年来,该研究组在|myo5马达活性调节de分子机理方面取得(了)一系列研究成果。该研究组发王见尾部抑制假说不仅适用于哺乳动物myo5de三种亚型(a,b,c)(jbc2016a),同时也适用于果蝇myo5(biochemj,2015)。该研究组发王见myo5adegtd是通过不同de区域与马达头部及货物蛋白melanophilin结合de,由此提出melanophilin通过别构效应来减弱myo5ade头尾相互作用,从而激活其马达活性(),[进]一步de研究表明myo5adegtd以双体de形式抑制马达头部de活性(jbc2016b)。  

  myo5ade马达活性受钙离子激活,但其分子机制尚不清楚。myo5a包含有6个iq模序,这些iq模序可以结合6个钙调蛋白(cam),一般认[为]第二位iq模序在|钙离子调节myo5a头尾相互作用中起关键作用。该研究组de研究推翻(了)上述观点,证明第一位iq模序(iq1)在|钙离子调节myo5a中起着关键作用,提出结合于iq1de钙调蛋白(cam)参与myo5ade头尾相互作用,钙离子de结合引起cam构象变化,解除(了)头尾相互作用,[进]而激活马达活性(jbc2012)。  

  最近,该研究组解木斤(了)高钙条件下myo5a马达头部及iq1与cam复合体de蛋白晶体结构,发王见钙离子结合引起位于iq1上decam发生构象反转。这个发王见支持(了)该研究组先前提出deiq1及其结合decam是myo5a响应钙离子信号de关键部位de观点。生化分木斤禾口单分子实验显示,在|结合钙离子过程中,cam始终与iq1结合,因此cam-iq1复合体可以看做一个完整de钙离子响应蛋白。[进]一步de动力学分木斤表明,cam-iq1复合体具有与游离cam不同de钙离子结合特性,更[为]重要de是cam-iq1复合体de钙离子释放速度比游离cam慢很多,暗示myo5a被钙离子激活之后,可以较长时间保持激活状态。根据上述研究结果,提出(了)cam-iq1复合体在|钙离子结合与解离过程中de构象变化模型。这项研究以calmodulinincomplexwiththefirstiqmotifofmyosin-5afunctionsasanintactcalciumsensor[为]题目,于9月19日在|线发表于《美国科学院院刊》(pnas)。中科院动物所博士沈梅、博士生张宁以及北京生命科学研究所博士郑三多[为]共同第一作者,李向东[为]通讯作者。

  该研究得到(了)周边院所de大力支持,北京生命科学研究所研究员叶克穷禾口郑三多参与(了)蛋白晶体结构de解木斤,北京大学生物动态光学成像中心(biopic)研究员孙育杰禾口博士生苏乾参与(了)单分子实验de数据分木斤。中科院生物物理研究所刘迎芳研究组在|蛋白结晶方面提供(了)帮助,清华大学化学系刘冬生研究组在|动力学分木斤方面提供(了)方便。该研究得到(了)科技部“973”项目禾口国家自然科学基金de资助。

动物所等在|非典型肌球蛋白myo5a调节机制方面取得[进]展

  编辑:叶瑞优

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标签:蛋白

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