什么蛋白质调节细胞周期?

食物 1个月前 (04-22) 27次浏览

细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶是细胞周期的重要主调控因子。它们的作用是磷酸化S或T氨基酸上的蛋白质,从而调节这些蛋白质的活性。

什么蛋白质调节细胞周期?

两组蛋白质,称为细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdks),负责细胞通过各种检查点的进程。四种细胞周期蛋白的水平在整个细胞周期中以可预测的模式波动。

细胞周期,或细胞分裂周期,是发生在细胞中的一系列事件,导致细胞分裂成两个子细胞。这些事件包括它的脱氧核糖核酸(脱氧核糖核酸复制)和它的一些细胞器的复制,以及随后在一个被称为细胞分裂的过程中,它的细胞质和其他成分被分成两个子细胞。

细胞分裂是所有生命的基础。在这个复杂的过程中,即使是最小的错误也会导致癌症等严重疾病。某些蛋白质必须在特定时间打开或关闭,一切才能按计划进行。马丁路德大学(MLU)的生物物理学家和医学生物化学家已经成功描述了这一过程的潜在机制。他们已经发现了细胞中不同的信号通路如何改变蛋白质的结构,从而在正确的时间驱动细胞分裂周期朝着正确的方向发展。研究人员将他们的发现发表在《国家科学院学报》上。

细胞周期是一个极其复杂和精确定义的过程。“母细胞必须加倍其现有成分,然后分裂成子细胞。为了做到这一点,许多基因必须在特定的时间开关,”MLU的生物物理学教授Jochen Balbach说。细胞周期被细分为不同的阶段。这些是由所谓的抑制剂蛋白控制的,也被称为CDK抑制剂。就像红灯一样,这些蛋白质会阻止细胞进入下一阶段,直到细胞发出相关的启动信号。启动细胞周期下一阶段的信号来自一种特殊的酶组,激酶。“以前我们只知道激酶通过在CDK抑制剂上添加一个磷酸基团来传递信号。然而,我们还不知道哪一种激酶会这样做,也不知道其潜在的分子机制,”Balbach继续说。

MLU医学院的病理生物化学部分由Mechthild Hatzfeld教授领导的研究小组,研究人员现在已经能够首次描述这种信号通路。他们将高分辨率磁共振波谱数据与细胞生物学方法结合起来。这意味着研究人员能够首先在试管中,然后直接在细胞中解释这一机制。研究人员发现,激酶通过展开来改变抑制剂蛋白的结构。这一过程破坏了抑制剂蛋白的原有功能,并释放出一种被进一步阻断的激酶,为细胞周期的继续提供信号。这种局部展开也会引起细胞中抑制剂的降解,从而决定了进展的方向。来自黑尔的研究人员认为,进化所保留的这一机制是许多细胞信号通路的基础。


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