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作者:史家岚等 来源:《app》 发布时间:2008-1-11 10:04:31
蛋白在细胞内的“定位”机制得以阐明

图片说明:巨噬细胞中PS的亚细胞分布。

(图片来源:史家岚)

 
加拿大和美国app家最新研究发现,一种单价酸性脂对蛋白在细胞内的精确“定位”起到调控作用。该研究结论回答了一个重要的细胞生物学问题,并为一项相关的争论找到了依据。相关论文发表在1月11日的《app》杂志上。
 
app家长期以来推测,许多蛋白正是利用酸性脂及其产生的负电势来在细胞膜结构间分布、定位,换句话说,酸性脂能够引导蛋白到胞质膜的特定位置。磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,简称PS)作为一种单价酸性脂,是人类红细胞中的最主要的酸性脂,同时,它构成了大约30%的细胞内生或胞质微区(cytoplasmic leaflet)的磷脂类物质。不过,对于PS如何在细胞器的两个微区间分配,app家几乎是未知的。
 
2006年,加拿大多伦多大学儿童医院(Hospital for Sick Children)和斯坦福大学迈尔实验室(Tobias Meyer's Lab)的两个独立研究小组先后在《app》上发表论文,试图解答酸性脂如何引导蛋白定位问题,但得到了不同结论。
 
HSC小组发现,K-Ras和其他一些类似的蛋白之所以能够靶向到胞质膜上,是因为这些胞质膜包含更多的单价酸性脂PS。而Meyer团队在几个月后发表的另一篇文章表明,是多价的酸性脂PIP2和PIP3令K-Ras等蛋白靶向到胞质膜上。尽管这些多价脂在胞质微区的浓度要低得多,只有1-2%,但由于它们的多价性,产生的静电相互作用会更强。因此,到目前为止,app家一直没有弄清到底是PS还是PIP2和PIP3负责K-Ras等重要蛋白在胞质膜的分布。
 
为了彻底揭开这一问题,人们需要知道PS在细胞内的位置。因此,开发新的工具是必需的。在最新研究中,美国哈佛大学明升手机版院布莱根妇女医院(Brigham and Women's Hospital)和加拿大多伦多大学儿童医院app家小组开发并利用了一种新型生物传感器——乳粘素(Lactadherin,乳汁中的一种糖蛋白)。论文作者之一、布莱根妇女医院的史家岚说,“乳粘素能以非钙依赖的方式与PS结合,与PS结合的基序位于C2结构域上(Lact-C2)。我们利用Lact-C2构建了遗传编码的PS荧光生物探针,它能够探测PS在细胞内的精确分布。”通过研究亚细胞中PS的分布,研究人员发现,正如他们所预期的,PS存在于胞质膜的胞液微区(cytosolic leaflet)中。同时,细胞内涵体和溶酶体中也发现了PS。
 
这一新的研究结果对于揭示蛋白在细胞内的定位、蛋白从胞质膜向内涵体的移动问题乃至于整个细胞生物学,都具有重要的意义。此外,新的生物探针也具有重要的借鉴和应用价值。史家岚表示,因为乳粘素的C2结构域与V和VIII凝血因子的C2结构域同源,它能以非钙依赖的方式与凋亡细胞表面暴露或外转的PS结合,从而作为检测细胞凋亡的探针;乳粘素还能与这两种凝血因子竞争血小板表面暴露外转的PS,从而发挥抗凝血作用。(明升手机版(明升中国) 任霄鹏 采访报道)
 
(《app》(Science),Vol. 319. no. 5860, pp. 210 - 213,Tony Yeung, Jialan Shi, Sergio Grinstein)
 
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