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技術文章

研究發(fā)現骨架蛋白INAD作用新機理

閱讀:163          發(fā)布時間:2014-11-12

    調控神經細胞信號傳遞的蛋白質的結構和功能的研究成果,對于治療神經系統(tǒng)衰退的疾病,如中風及老年癡呆癥等,有著極為重要的影響。

    INAD是一種重要的骨架蛋白,在果蠅光感受接受過程中扮演了重要的角色,是調控光感信號的骨架蛋白。之前的研究中,曾有研究人員在果蠅視覺感光系統(tǒng)里的INAD骨架蛋白中發(fā)現了PDZ結構域改變的現象——PDZ結構域,又稱為“盤狀同源區(qū)域”,是一種由80到100個氨基酸殘基組成的保守序列,在真核生物,PDZ結垢域通常表現為串聯(lián)重復拷貝,由80到90個氨基酸殘基組成,包含兩個α螺旋和六個β折疊。生物作用主要是介導膜上的蛋白聚集,結合目標蛋白的C端。
在這篇文章中,研究人員通過生化實驗和結構生物學的研究分析,發(fā)現INAD骨架蛋白中的一種PDZ結構域:PDZ5的氧化還原作用是由其與另外一個INAD構象位點PDZ4相互作用調控的。這項研究發(fā)現INAD骨架蛋白里的PDZ5結構域具有氧化還原反應控制開關的作用,它可以在光刺激下,通過二硫鍵氧化還原作用來調控信號傳導,將蛋白內部的半胱氨酸氧化,據此來調節(jié)與靶蛋白的結合過程,并觸發(fā)下游信號通路。

    研究人員在果蠅眼部實驗中,證實INAD蛋白的PDZ結構域在光刺激下具有兩種構象,在光照下,這種蛋白能從一種還原性的,靶向結合狀態(tài),轉變成氧化性的,非靶向結合狀態(tài),這種構象開關取決于PDZ5結構域二硫鍵的改變。

    INAD骨架蛋白包含有5個結構域,這項研究解析了其中的PDZ5和PDZ4之間的相互作用,及這種作用所產生的作用,這對于進一步研究分析INAD蛋白,以及相應的氧化還原作用具有重要的意義。

    之前張明杰教授研究組就曾獲得PDZ結構域研究的重要成果:他們利用核磁共振技術解出神經元一氧化  氮合成酶的一個抑制蛋白的三維結構,次年又解出神經元一氧化氮合成酶一個重要區(qū)域與另一種蛋白形成的復合物的三維結構,一氧化氮合成酶含有的PDZ結構域在許多蛋白質相互作用中起重要作用,解出這個區(qū)域與其他蛋白結合的結構,對于生物化學領域有著重要的意義。

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