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蛋白质如何促进细胞死亡

2018-12-25 10:32:22 • 来源：

蒂宾根大学和康斯坦茨大学，波鸿鲁尔大学，斯图加特马克斯普朗克智能系统研究所和德国癌症研究中心的研究人员共同努力，以获得对蛋白质网络的新见解，该蛋白质网络调节细胞的程序化分解，又称细胞凋亡。这些Bcl-2蛋白很难研究，因为它们在细胞的水状细胞质和它的油状细胞膜之间交换。只有少数方法可用于分析两种环境中的蛋白质相互作用。通过特殊类型的光谱分析，该团队解码了网络中三个组件的复杂相互作用。他们的研究结果发表在最新的Nature Communications上。

蛋白质如何促进细胞死亡

细胞自杀小队

“我们的健康状况取决于对细胞分裂和细胞死亡的严格监管，”Stephanie Bleicken博士说，他最近从蒂宾根大学搬到了波鸿的“Resolv”卓越集群和电子顺磁共振光谱研究小组。当这些机制失败时，可能导致癌症和神经退行性疾病。“细胞凋亡 - 一种细胞自杀计划 - 是身体摆脱受损，老化或不需要的细胞的重要安全机制，”Bleicken说。

Bcl-2 蛋白家族决定细胞凋亡何时开始。该家族的一些成员引发细胞中导致细胞死亡的过程，例如通过打开线粒体膜中的孔 - 细胞的发电厂。这些孔释放出引起细胞凋亡的物质，这是一种不可阻挡的过程。Bcl-2家族的其他成员阻止毛孔张开 - 从而防止细胞死亡过程。因此，Bcl-2蛋白之间的相互作用是理解细胞凋亡的关键。

蛋白质的游乐场

在一项新的研究中，研究人员利用荧光相关光谱学阐明了Bcl-2网络的协调性。在他们简化的实验室模型中，他们生产了三种蛋白质网络的主要成分，并在一个大致基于细胞模型的环境中对它们进行了研究。

活细胞由数千种不同的分子组成，这些分子进行无数的相互作用，可以引发无数的反应，“蒂宾根大学的AnaGarcía-Sáez教授说。”为了理解这个复杂网络中的各个组成部分，有助于观察它们最初是在一个高度简化的环境中，你可以继续添加新组件。“研究人员分析了模拟细胞质或线粒体膜的环境中的蛋白质。

膜和细胞质中的不同相互作用

蛋白质的相互作用严重依赖于它们的环境。与细胞质相比，膜中可能存在不同的相互作用。“这是一个重要发现，因为膜中的相互作用对决定细胞凋亡是否开始至关重要，”García-Sáez说。“但这种环境在技术上比细胞质更难以研究。”

因为研究人员可以比较两种环境中的蛋白质，所以他们能够调和并结合早期的研究结果，这些结果似乎产生了相互矛盾的结果。“Bcl-2蛋白调节细胞凋亡，而细胞凋亡又与癌症等疾病密切相关。更好地了解这些蛋白质的功能对于实现新药物开发的良好起点至关重要，”研究人员说。

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