科学家发现了细胞内钙调节的结构线索
在人体几乎每个细胞内部,微小的线粒体不断产生能量,为无数的细胞活动提供动力。这种能量产生过程也恰好与细胞内钙调节密切相关,线粒体内的膜网关被称为线粒体Ca2 +单向转运体(MCU),它在生物能量学和细胞死亡中都起着关键作用。MCU如何调节钙的摄取尚不清楚,但最近Temple大学Lewis Katz医学院科学家对关键MCU领域的结构发现指出,不是一种,而是两种离子 - 钙和镁 - 开辟了新的途径开发用于治疗涉及线粒体功能障碍的疾病的MCU调节剂。
“钙是线粒体能量产生的关键调节因子,但过多会导致细胞死亡,”该研究的高级研究员解释说,Muniswamy Madesh博士,转化医学中心和医学遗传学和分子学系教授Temple大学Lewis Katz医学院(LKSOM)的生物化学。Madesh博士及其同事是第一个解决MCU N端结构域晶体结构的人,他们在8月25日在线发表的一篇文章中详细介绍了Cell Chemical Biology。
线粒体钙调节可以启动控制细胞溶质钙水平的运动信号通路,以及影响细胞死亡和能量产生和消耗的途径。因此,MCU活动对钙稳态和细胞存活至关重要。“但如果毛孔未能闭合,”Madesh博士解释说,“线粒体保留了它们以ATP的形式合成的能量。由此产生的氧化剂积累和钙超载导致线粒体肿胀和细胞应激。”
线粒体功能的这种异常发生在多种疾病中,包括心血管疾病,例如中风和心脏病,以及某些神经疾病,例如帕金森病和阿尔茨海默氏病。因此,对MCU结构的深入了解可以帮助研究人员找到调节网关活动的方法,并可能在疾病状态下恢复其功能。
在这项新研究中,Madesh博士及其同事描述了MCU N末端结构域的原子结构,并报告了专门针对钙和镁离子结合的结构域“抓取”区域的发现。他们发现离子与区域的相互作用使MCU通道不稳定,导致网关关闭。
在人体细胞的实验中,引入抓握区域的突变破坏了MCU组装并大大减弱了通过通道的线粒体钙摄取。研究人员进一步发现,通过在镁中浸泡线粒体和阻止线粒体钙置换,可以阻止MCU活动。该发现支持以前的研究,表明MCU通过涉及钙依赖性失活或镁诱导抑制的机制自动调节。
根据Madesh博士的说法,他团队研究中的新结构和机械见解有助于填补科学家对MCU在控制线粒体钙摄取中的作用的理解方面的空白。新发现对于理解涉及线粒体功能障碍的疾病也具有重要意义。
“在确定直接控制其活动的MCU区域时,我们已经创建了一个通过开发小分子来调节MCU功能的框架,”Madesh博士说。
推荐内容
-
DeepMind宣布健康业务DeepMind Health将合并至Google
近日DeepMind宣布其健康业务部门DeepMind Health将调整合并至Google 旗下Google Health部门中,并自本周起不再作为一个独立品牌继续运营
-
研究发现噬菌体可以对肠道微生物组的动态产生深远的影响
肠道微生物组是一个复杂的,相互关联的物种生态系统。而且,像任何生态系统一样,有些生物是捕食者,有些是猎物。由布里格姆妇女医院和Wyss
-
罕见的夏威夷乌鸦基因组的序列将有助于保护工作
Hilo与圣地亚哥动物园全球和夏威夷大学的科学家PacBio合作完成了对& 39;Alalā或夏威夷乌鸦的基因组的测序,并在最近的San植物和动物基因组
-
简单的加速度计可改善对杜兴肌营养不良的诊断
杜氏肌营养不良症是最常见的肌肉营养不良类型,在美国每年出生时影响超过10,000名男性,患有严重的身体残疾,慢性消耗和肌肉退化。通过MRI
-
北京车联盟获得2020国际中国公益大典颁奖活动多项殊荣
爱我中华,公益先行。2020年1月8-9日,以向公益践行者致敬为主题的2020国际中国公益事业大典暨我和我的祖国公益成果展演展播在北京中国中央
-
乐fun体育英超纽卡斯尔联惨遭连败,球迷渴望出新招
自从乐fun体育英超纽卡斯尔联三连胜之后,很多人对他抱有期望,因为他会继续连胜下去,没有想到在4月4日晚遭遇了三连败,连续三场输球,这一下全
-
新的数字方法增强了对DNA化妆变化的理解
科学家已经开发出一种计算方法来检测DNA中的化学变化,突出细胞多样性,并可能更好地了解癌症。在欧洲研究中,发表在核酸研究和纽卡斯尔大
-
首领亲启!一份来自《部落冲突》的圣诞礼物
神秘的笛声从《部落冲突》的世界里飘来,全新大本营的升级也随着音乐慢慢开始。一股神秘的冷空气从屏幕中钻出悄悄降临现世。温度骤降,...
-
m6A诱导的microRNA-25表达上调:吸烟者诱发胰腺癌的重要机制
胰腺癌因其极高的恶性程度和极短的生存期,被称为癌症之王。吸烟是被广泛证实的胰腺癌的高危因素,据统计,吸烟者患胰腺癌的风险是不吸烟者的2
-
果蝇蛋白双重功能可以使其成为蛋白质功能研究的模型
一种名为CLAMP的基本果蝇蛋白可以帮助生物学家回答关键问题,即同一蛋白质如何能够在同一细胞中的不同染色体上协调两个完全不同的过程。对