意想不到的信号作用恶臭硫化氢在细胞反应蛋白质错误折叠

烂的东西从来没有闻到如此甜美。这就是科学家小组的成员在冷泉港实验室(3)告诉对方他们讨论一项新发现他们没有期望。他们发现硫化氢(H2S)——易燃、剧毒气体,我们通常会联想到臭鸡蛋的气味在垃圾填埋场和下水道中扮演一个重要的角色在信号通路的调控涉及生物故障与阿尔茨海默病和帕金森疾病,等等。

“硫化氢的类别下人们认为是有毒的和肮脏的东西,但实际上可以被用来提供一个有用的目的,“3教授尼古拉斯·k·唐克斯说FRS,领导这项研究的团队。事实上,硫化氢,自然产生少量的在不同的组织,是gasotransmitter,气体信号分子,包括一个家庭之一一氧化二氮(NO)和一氧化碳(CO)。不同的生长因子,细胞因子和激素,通过细胞膜受体,这些gasotransmitters能够渗透膜,进入自由活细胞的内部。

唐克斯和他的同事们的报道吸引了科学文献表明硫化氢产生的细胞对所谓的ER应激的反应。ER是细胞器官称为内质网。这是一个广泛的网络整个胞质膜扩散,这是参与蛋白质合成和加工。

当细胞被放置在压力下,特别是当新形成的蛋白质在ER如此之快,他们生产不正确折叠,呈现非功能性,细胞必须做决定慢下来蛋白质生产蛋白质来匹配自己的生理需求,希望将开始正确折叠,或者如果这是不够的,一种自杀称为细胞凋亡。

意外的研究由唐克斯的团队——这是今天在线发表科学的信号——硫化氢中起关键作用的敏感信号通路细胞使这个决定命运的决心。

Navasona Krishnan,博士后,执行一个实验来确定H2S可能共价酶应用PTP1B修改。唐克斯在1988年发现的,应用PTP1B蛋白质酪氨酸磷酸酶,还是PTP -一种专门去除磷酸基的酶叫做酪氨酸的氨基酸残基。这个函数是调节细胞信号在正常和疾病的关键条件。

硫化氢确实修改应用PTP1B,特别是在半胱氨酸的氨基酸残基的酶的活性部位,酶的灭活。一系列的后续实验与3 Darryl Pappin教授合作,执行谁指导蛋白质组学实验室共享资源,确定修改和显示,它发生在体外和体内。

因为应用PTP1B本身就是一个信号通路调节器,这失活立即被理解是重要的和潜在的有用的。进一步实验表明H2S-induced修改应用PTP1B阻止这磷酸酶灭活酶活跃,这是一个传感器存在展开的蛋白质和细胞的关键调节器对ER应激的反应。

完成的拼图如下:少量的硫化氢当细胞产生感官ER应激;应用PTP1B经历了一个独特的共价修饰活性部位的反应产生的硫化氢,进而阻止磷酸酶脱去磷酸活跃从而允许后者蛋白质发挥具体的监管作用,以应对压力。重要的是,这个过程是完全可逆的,这样这个先前未被发现的途径可以像一个开关,帮助调整对压力的反应,可能会导致细胞死亡。

“我们假设的控制生产硫化氢能产生深远影响的这一部分ER应激通路——活跃“手臂”监管。当蛋白质错误折叠,以应对细胞压力、失活和再生应用PTP1B似乎意味着细胞调节蛋白质合成机制,可以施加严格控制无论是生活还是死了,”唐克斯说。

这种监管与人类疾病的联系是一个值得进一步探索的话题。ER应激是有因果联系protein-folding-related病态的疾病如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症的疾病,唐克斯说。“我们正在试图做的是理解应用PTP1B的结构的存在和没有修改硫化氢——来定义这一修改分子细节和理解它的重要性这个主要的控制信号酶在正常和疾病状态。”