JBC：蛋白核心序列對致病機(jī)理的影響
日期：2013-07-10 09:10:05
來自中科院生化與細(xì)胞所等處的研究人員發(fā)表了題為“Structural Transformation of the Amyloidogenic Core Region of TDP-43 Protein Initiates Its Aggregation and Cytoplasmic Inclusion”的文章，利用多種技術(shù)方法解析了TDP-43蛋白核心序列，從中發(fā)現(xiàn)TDP-43蛋白C-端區(qū)域的淀粉樣核心序列是TDP-43蛋白在病理情況下形成積聚和包涵體的一個重要因素，這將有助于揭示神經(jīng)退行性疾病病理發(fā)生過程。這一研究成果公布在JBC雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是上海生科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所胡紅雨研究員，其研究組主要研究方向是蛋白質(zhì)錯誤折疊、淀粉樣積聚和降解作用的分子機(jī)制及與神經(jīng)退行性疾病的關(guān)系。
胡紅雨研究組此前曾闡明了TDP-43蛋白的35-KDa裂解片段TDP-35是其在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成包涵體的主要原因，并且包涵體的形成引起該蛋白質(zhì)參與RNA加工功能的改變 (Che-MX，et al. FASEB J，2011, 25: 2344)。
在這一基礎(chǔ)上，研究人員利用生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)方法首先鑒定出TDP-43蛋白C-端區(qū)域的淀粉樣積聚核心序列。利用核磁共振法解析了該核心序列形成螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋的結(jié)構(gòu)；用圓二色性譜研究發(fā)現(xiàn)，隨著積聚過程的發(fā)生，該核心序列的結(jié)構(gòu)由α-螺旋轉(zhuǎn)變?yōu)棣?/SPAN>-折疊。
體外研究表明，野生型TDP-43容易積聚并形成沉淀，而突變或缺失此核心序列的TDP-43則不容易積聚和沉淀。類似的，野生型TDP-43通過裂解成TDP-35片段，容易在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成包涵體，而核心序列突變或缺失的TDP-43在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成包涵體的能力大大降低。
肌萎縮側(cè)索硬化癥(Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS)和額顳葉變性（Frontotemporal Lobar Degeneration，FTLD) 是兩類臨床表征相似的神經(jīng)退行性疾病，主要病理特征是神經(jīng)元的退化，而且在這些神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)檢測到大量包涵體的存在。
這項研究指出淀粉樣積聚核心序列是TDP-43蛋白在病理情況下形成積聚和包涵體的一個重要因素，加深了人們對于細(xì)胞內(nèi)包涵體形成和這兩類神經(jīng)退行性疾病病理發(fā)生過程的認(rèn)識。
去年胡紅雨研究組還曾發(fā)表文章，應(yīng)用氧化還原敏感的Gaussia熒光素酶和綠色熒光蛋白GFP，報告融合蛋白所處的不同氧化還原環(huán)境，從而鑒定目標(biāo)蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的亞定位及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
