科學家揭示平滑肌蛋白重要功能

2020-11-28 科學網

心肌 

美國科學家近日研究發現,平滑肌蛋白(Lmod)能促進重要心肌蛋白——肌動蛋白(actin)的裝配,並能指導肌動蛋白裝配形成「心臟泵」。這一發現是對Lmod為數不多的研究成果之一,它回答了心臟學家長期以來的一個疑問,即是什麼在控制著「心臟泵」的裝配。相關論文發表在4月11日的《科學》(Science)雜誌上。

 

領導此次研究的是美國賓夕法尼亞大學醫學院的Roberto Dominguez。他說:「我們比較了Lmod和原肌球結合蛋白(Tmod,已知能在肌細胞中綑紮肌動蛋白絲)的胺基酸序列,發現Lmod有一部分與Tmod特別相似。因為Lmod比Tmod大,具有自己的特徵,所以我們懷疑它可能裝配心肌的肌動蛋白絲,實驗結果證實了我們的想法。」

 

肌動蛋白是大部分動物細胞中最豐富的蛋白,它形成聚合體構成細胞骨架。在試管中,肌動蛋白能自然形成聚合體,而活細胞利用成核蛋白(nucleator proteins)來控制肌動蛋白絲形成的時間和地點。論文合作者、耶魯大學的Thomas Pollard說:「長久以來,生理學家一直想弄清在心肌細胞中是什麼在發揮著成核蛋白的作用。經過多年的努力,現在有了令人滿意的答案——Lmod能夠作為成核蛋白,在心肌細胞中發動肌動蛋白聚合體的形成。」

 

Lmod在心臟細胞中的準確定位是至關重要的,因為它的水平的升高會導致在心肌細胞核中形成反常的肌動蛋白束,而這些地方本不應存在肌動蛋白。與此類似的肌動蛋白束解體是細胞核內棒狀體肌病(intranuclear rod myopathy)的典型特徵,雖然這種疾病是由一種骨骼肌特異性的肌動蛋白基因變異所致,而外在的相似性卻表明,Lmod的突變有可能也能在心肌細胞中導致這種疾病。

 

目前,小組正在研究心臟怎樣調節Lmod的水平以及Lmod如何與心肌疾病相關。此外,小組還嘗試著對Lmod進行結晶,以直接研究它的結構。(科學網 梅進/編譯)

 

(《科學》(Science),Vol. 320. no. 5873, pp. 239 – 243,David Chereau,Roberto Dominguez)

 

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