四半胱氨酸探測β摺疊蛋白結構

2021-01-19 科學網

（封面圖片：科學家發現四半胱氨酸單位可以作為β摺疊蛋白的結構探測器使用。封面圖為FIAsH標記的大腸桿菌細胞螢光顯微圖，圖中的紫色部分為細胞視黃醇結合蛋白，半胱氨酸用黃色小球表示。）

 

監控蛋白會在各種複雜的環境中發生蛋白摺疊，如細胞內部，而當存在結構敏感的光譜信號的時候，以上摺疊過程就將變得更加容易。在2008年10月20日出版的《化學與生物學》（Chemistry & Biology）上，來自美國麻薩諸塞大學安姆斯特分校（University of Massachusetts-Amherst）的Krishnan和Gierasch發表了他們這方面的最新研究結果。

 

在封面文章中作者描述了在存在初始鏈排列的情況下，設計、合成能與細胞可透的聯砷螢光素衍生物「FIAsH」（bis-arsenical fluoroscein derivative）結合的交叉鏈分裂四半胱氨酸（tetra-Cys），並且描述了以上過程的特性。FIAsH是由今年的諾貝爾化學獎得主，華裔科學家錢永健和他的同事們發現的。科學家通過有序β摺疊蛋白、細胞視黃醇結合蛋白來驗證以上過程，研究人員用半胱氨酸替換了兩個初始殘基，結果證明，在摺疊狀態之下，半胱氨酸硫醇能形成一個有效的FIAsH結合區域，但是在未摺疊狀態下則不行。

 

因此文章作者認為，這為科學家提供了一種測試細胞內的蛋白質摺疊狀態的方法，這種四半胱氨酸單位可以作為β摺疊蛋白的結構探測器使用。（科學網 何宏輝/編譯）

 

（《化學與生物學》（Chemistry & Biology），Volume 15, Issue 10, 1104-1115, 20 October 2008，Beena Krishnan and Lila M. Gierasch）

 

更多閱讀（英文）

 

相關焦點

  • 天津工生所在代謝工程改造穀氨酸棒桿菌生產L-半胱氨酸方面取得進展
    目前，L-半胱氨酸僅能通過毛髮水解的方法生產，然而該工藝具有高汙染和低得率等缺點，限制了L-半胱氨酸的大規模生產。近年來，隨著合成生物學技術的不斷發展，利用微生物發酵法生產L-半胱氨酸的研究引起了廣泛關注。然而由於L-半胱氨酸複雜的代謝途徑和嚴謹的調控作用，通過微生物發酵法生產L-半胱氨酸的產量和得率較低，無法滿足工業化生產需求。
  • 非經典途徑防止鐵死亡:穀氨酸半胱氨酸連接酶有秘籍
    責編|兮　　穀胱甘肽　　（GSH）　　是細胞內最豐富的抗氧化劑，其重要功能是清除活性氧ROS　　【1】　　，而它的限速底物就是半胱氨酸　　【2】　　。　　為了解半胱氨酸代謝和胱氨酸不足所致的代謝後果，2020年12月22日，來自莫菲特癌症中心的　　GinaM.DeNicola　　團隊在　　CellMetabolism　　雜誌上發表題為　　Non-canonicalGlutamate-CysteineLigaseActivityProtectsagainstFerroptosis
  • 代謝工程改造穀氨酸棒桿菌生產L-半胱氨酸方面取得進展
    目前，L-半胱氨酸僅能通過毛髮水解的方法生產，然而該工藝具有高汙染和低得率等缺點，限制了L-半胱氨酸的大規模生產。近年來，隨著合成生物學技術的不斷發展，利用微生物發酵法生產L-半胱氨酸的研究引起了廣泛關注。然而由於L-半胱氨酸複雜的代謝途徑和嚴謹的調控作用，通過微生物發酵法生產L-半胱氨酸的產量和得率較低，無法滿足工業化生產需求。
  • Nature | 膜內分子伴侶複合物協助膜蛋白的生物合成
    但是半親水性的跨膜結構域是如何在膜內保持穩定直到末端跨膜結構域裝配完全的還不得而知【2】。翻譯停滯的複合物中包含不同長度的新生多肽，可以通過在跨膜結構域TMD1區域引入的半胱氨酸（圖2）與鄰近的蛋白發生相互作用，可以用該方法「釣到」協助跨膜蛋白生物合成的分子伴侶。在早期階段（TMD1產生和插入的階段），半胱氨酸交聯主要釣取到的是與核糖體相關蛋白。
  • β澱粉樣蛋白原纖維結構揭開
    科技日報北京10月29日電 (記者張夢然)德國科學家團隊開展的一項神經科學研究，首次報告了從阿爾茨海默病和腦澱粉樣血管病患者腦組織中分離的β澱粉樣蛋白原纖維的結構。這一成果為理解阿爾茨海默病的結構基礎提供了新認識，亦有助於相關藥物開發。相關研究發表於29日的英國《自然·通訊》雜誌上。　　阿爾茨海默病是一種進行性的神經退行性疾病，由於發病機制不明確，人們很難從根本上阻止阿爾茨海默病病程的進展。目前已知阿爾茨海默病的一大特徵，就是β澱粉樣蛋白原纖維在斑塊和血管壁的沉積。
  • 細胞凋亡之半胱天冬水解酶
    1.細胞凋亡之膜聯蛋白V細胞凋亡（Apoptosis）一般是指機體細胞在發育過程中或在某些因素作用下通過細胞內基因及其產物的調控而發生的一種程序性細胞死亡過程。細胞凋亡途徑中各事件的發生是有時序性的，即各事件按先後順序依次發生，最終導致凋亡小體的出現，細胞隨後發生凋亡。
  • 「前沿技術」用金膠構建結構可控且穩定的納米蛋白籠
    ---------- 獲取更多信息，請關注我們----------日本理化研究所聯合多所大學的研究團隊發現，可用金膠誘導納米蛋白籠的自組裝，製成的納米籠結構穩定，並能受控分解，可用於人體內藥物靶向輸送。納米蛋白籠是若干蛋白質亞基構成的中空結構體，在靶向藥物輸送等方面有重要應用。
  • 研究發現核糖體碰撞廣泛存在並可促進新生肽鏈的共翻譯摺疊
    中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員錢文峰課題組通過對串聯雙核糖體保護的mRNA片段進行高通量測序（disome-seq），檢測到核糖體在釀酒酵母細胞中存在廣泛的碰撞，並鑑定了一系列促進翻譯延伸暫停的mRNA序列特徵：位於核糖體A位點的終止密碼子；位於核糖體P位點的脯氨酸、甘氨酸、天冬醯胺和半胱氨酸；位於核糖體的肽鏈輸出通道內的串聯賴氨酸。
  • 阿爾茨海默病研究:β澱粉樣蛋白原纖維結構揭開—新聞—科學網
    科技日報北京10月29日電 （記者張夢然）德國科學家團隊開展的一項神經科學研究，首次報告了從阿爾茨海默病和腦澱粉樣血管病患者腦組織中分離的β澱粉樣蛋白原纖維的結構
  • 研究解析一重要蛋白酶晶體結構
    在芽殖酵母Saccharomyces cerevisiae中發現的唯一一個I型metacaspase，稱為酵母caspase-1(YCA1)，由基因YCA1 或MCA1 (Yor197w)編碼，是一種clan CD半胱氨酸蛋白酶。科學家們發現，雖然酵母是一種單細胞真核生物，但是也有細胞死亡進程，這種進程讓人聯想到細胞凋亡。
  • 胱天蛋白酶-1與Gasdermin D發生相互作用的結構基礎獲解析
    胱天蛋白酶-1與Gasdermin D發生相互作用的結構基礎獲解析 作者：小柯機器人 發布時間：2020/6/18 16:51:48 美國凱斯西儲大學Tsan Sam Xiao課題組解析出胱天蛋白酶
  • Nat Med:半胱天冬酶-2切割tau蛋白導致記憶受損
    在阿爾茨海默病和其他的tau蛋白病中，tau蛋白形成被認為是神經毒性的原纖維。然而，tau蛋白原纖維與神經元死亡和神經網絡功能障礙相關聯，這提示著非tau蛋白原纖維成分也參與其中。在一項新的研究中，來自美國明尼蘇達大學和明尼蘇達州明尼阿波裡斯市退伍軍人醫療中心的研究人員描述了一種新的致病過程：半胱天冬酶-2（caspase-2）在tau蛋白Asp314位點進行切割促進tau蛋白錯誤分揀到樹突棘中，從而損害tau蛋白病動物模型和細胞模型中的認知功能和突觸功能。
  • Nat Commun:體外合成的Aβ蛋白在結構上不同於阿爾茨海默病患者腦...
    這些源自試管的Aβ聚集物通常富含β-摺疊層。Aβ原纖維具有交叉β結構和對剛果紅的親和力，類似於從患者組織中純化的澱澱粉樣蛋白原纖維。體外形成的Aβ原纖維具有高度多態性，並且在由不同的Aβ肽變體形成的或在不同的原纖維形成條件下形成的不同原纖維形態中發現了一系列不同的肽構象。然而，到目前為止，尚不清楚這些結構中的哪些或這些結構中的任何一種是否正確反映了大腦內部的Aβ肽致病性結構。
  • 高解析度SARS-CoV-2甲基轉移酶結構揭示轉錄後加工分子機制
    大多數研究集中於新冠病毒的結構蛋白與宿主受體、蛋白酶的相互作用，開放相應的抑制劑和中和抗體，對於病毒轉錄加工方面的認識相對較少。冠狀病毒mRNA合成類似於真核生物，其中關鍵的蛋白質是非結構蛋白nsp14和nsp16，首先N7甲基轉移酶nsp14等病毒蛋白催化GpppN序列鳥嘌呤甲基化形成Cap0結構，接著在2』O甲基轉移酶nsp16催化核糖甲基化修飾為Cap1結構，此外，nsp10對於nsp14和nsp16與RNA的結合起重要的穩定作用。
  • 蛋白酶體和氧化蛋白的降解:第二部分,蛋白質的氧化和蛋白酶體的降解
    可逆修飾主要存在於半胱氨酸和蛋氨酸殘基中。蛋氨酸亞碸(MethSO)可被蛋氨酸亞碸還原酶Msr-A(針對S -立體異構體)和Msr-B(針對R-立體異構體)還原；二者均以硫氧還蛋白(Th-(SH)2)為還原劑，之後Th-(S-S)被硫氧還蛋白還原酶以NADPH消耗的方式還原為Thr-(SH)2 ；半胱氨酸的氧化在蛋白質中引起分子內或分子間的交聯(二硫化物)。
  • 研究揭示導致阿爾茨海默症發展的β-澱粉樣蛋白聚合體結構
    另外90%的病例是由野生型澱粉樣蛋白摺疊不當引起的。我們需要了解疾病病理的分子基礎。這樣我們或許有一天能創造出防止這種疾病退化的藥物。"阿爾茨海默氏症是由一種叫做β-澱粉樣蛋白的有毒蛋白質片段形成一種叫做原纖維的鏈狀結構開始發展的，這種結構出現在腦細胞中，並殺死腦細胞。Qiang和科羅拉多丹佛大學的研究人員使用高解析度的固態核磁共振波譜來研究這些纖維。
  • 生化與細胞所揭示細胞如何處理錯誤摺疊G蛋白三聚體β亞基
    G蛋白三聚體是G蛋白偶聯受體（GPCR）信號通路中的重要分子，由a、b和g三個亞基構成。由於b亞基具有7個重複的WD結構域形成的螺旋槳狀的空間結構，新合成的Gb需要分子伴侶來對其進行正確的摺疊。而且，Gb需要與Gg形成異源二聚體才能具有穩定的構象並形成有功能的蛋白質複合物。