eLife剖析關鍵的馬達蛋白
日期：2014-04-10 08:58:59
有絲分裂紡錘體是細胞分裂過程中的核心分子機器，日前加州大學的科學家們，解析了該機器中一個關鍵組分的晶體結構。現在，人們可以在此基礎上進行干涉，阻斷癌癥中不受控制的細胞分裂。相關文章于四月八日發表在eLife雜志上。
“驅動蛋白5有著出人意料的結構，這一結構為多種癌癥的治療提供了新的機遇，”領導這項研究的助理教授Jawdat Al-Bassam說。“我們的研究填補了一項重要的空白，首次向人們展示了微管纖維相互連接和彼此滑動的分子基礎。”
在細胞分裂的過程中，紡錘體的微管負責捕獲染色體，并將其平均分配給兩個子細胞。這一過程的精確調控，對于細胞的正確分裂至關重要。如果這一過程出現故障，就可能導致出生缺陷和發育疾病。對于能夠持續分裂的癌細胞來說，上述過程就更為重要了。
驅動蛋白kinesin是一類負責在細胞內運輸物質的馬達蛋白，文章的作者之一Jonathan Scholey教授說。一般來說，這類蛋白的一端具有兩個運動單元，能夠沿著微管“行走”，另一端附載著需要運輸的貨物。
大約二十年前，Scholey的實驗室首次純化到了驅動蛋白5，當時它被認為是真菌有絲分裂的必要蛋白。人們發現這種蛋白非常獨特，它兩端都有運動單元，可以連接兩根微管并且使其相互滑動。
“現在我們已經認識到，驅動蛋白5在幾乎所有真核細胞中都是有絲分裂所必須的蛋白，”Scholey說。
研究人員通過電鏡和X射線晶體衍射，解析了驅動蛋白5的核心結構。他們發現，該蛋白的核心結構由四個綁在一起的長蛋白螺旋組成。“這一結構比我們想象的要復雜得多，”Scholey說。
此外，這項研究還揭示了驅動蛋白5獨有的結構域，這些結構域可以被開發成為抗癌藥物的新靶標。研究人員指出，可以通過藥物靶標驅動蛋白5，對細胞分裂失去控制的癌癥進行治療，例如直腸癌。之前已經有一種這樣的藥物進入了III期臨床試驗，但這種藥物最終并未被批準使用，因為它會對其他馬達蛋白造成影響。這項研究所展示的結構，可以幫助人們更精確地靶標驅動蛋白5特有的結構域，而這將是一個重大的進步。
驅動蛋白5的結構也可以幫助人們進一步理解這種蛋白的作用機制，Al-Bassam說。“此前我們只有一個微管纖維的滑動理論，而這項研究揭示了更深的層面，有助于在原子水平上理解整個過程，”Scholey說。
下一篇： 制造誘導性多能干細胞有了新法
