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Science:巴塞尔大学教授及团队在热点蛋白上取得突破性成果

摘要 : 在国际学术期刊Science上,巴塞尔大学的Hall教授与ETH Zurich的研究团队合作,首次在揭示了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1的独特结构。

在国际学术期刊Science上,巴塞尔大学的Hall教授与ETH Zurich的研究团队合作,首次在揭示了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1的独特结构。

雷帕霉素靶蛋白TOR是被研究得最多的蛋白激酶之一,它控制着细胞生长并且与癌症、糖尿病等疾病有关。这种蛋白是巴塞尔大学的Michael Hall教授在大约25年前发现的,他也因此获得了生命科学突破奖。

蛋白激酶是调控许多细胞过程的重要蛋白家族。已知mTOR对于细胞的信号传导非常重要,涉及了一系列人类疾病,包括癌症、糖尿病和神经退行性疾病。不少mTOR抑制剂已经被批准用于临床,尤其是治疗癌症和移植排斥。

虽然近十年来人们对TOR进行了广泛研究,但始终没得到它与其它蛋白结合时的精确结构。现在研究人员晶体学方法与冷冻电镜结合起来,为人们提供了前所未有的mTORC1结构信息。

在哺乳动物细胞中,mTOR存在mTORC1和mTORC2两种形式。这两种复合物都是由mTOR和其他蛋白组成的,结构非常庞大。mTOR通过这种形式执行各种各样的功能,比如控制细胞大小和生长,调控代谢和能量平衡。

mTOR本身就是细胞中最大的蛋白之一,它与其它蛋白结合之后就更加庞大,这使其结构研究特别困难。“之前的生化研究已经鉴定了与mTOR结合蛋白,”文章通讯作者之一,Timm Maier教授说。“但我们还不清楚这些蛋白究竟是如何互作的。”研究人员经过三年多的努力,成功分离了适合高分辨率冷冻电镜的高质量mTORC1。他们还通过X射线晶体衍射确定了蛋白Raptor的结构,Raptor是mTORC1的第二大组分。

Maier指出。“我们可以确定蛋白组分的精确互作位点,并由此阐明不同蛋白组分的功能。”事实上,每个蛋白组分都在整体活性调节和信号传导级联中起到了重要作用。

Maier解释道说,“mTOR活性调节是至关重要的,一点点干扰都会产生严重的后果。mTOR信号通路失调与许多疾病的发展有关。“不过,单独检测各个组分是没有意义的,因为复合物所有组分的互作才是其功能的关键,”

原文链接:

Architecture of mTOR protein complex solved

原文摘要:For a long time it has been known that the protein TOR - Target of Rapamycin -- controls cell growth and is involved in the development of diseases such as cancer and diabetes. Researchers have now examined the structure of mammalian TOR complex 1 (mTORC1) in more detail.

 

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