PINK1蛋白对于清除损坏的能源反应堆至关重要

科学家们发现,PINK1蛋白通过清除受损的线粒体(见上图),在保持细胞健康方面发挥着关键作用。来源:美国国家;插画家:Judith Stoffer

细胞由一种叫做线粒体的微型能量反应堆提供能量。受损时,它们会泄漏出破坏性分子,造成实质性伤害,最终杀死脑细胞。美国国立卫生研究院(NIH)国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的科学家们发现,一种与帕金森氏症有关的名为PINK1的蛋白质,对于帮助细胞摆脱功能失调的线粒体至关重要。根据发表在该杂志上的一项新研究自然,Pink1通过触发称为MITOCHAY的复杂过程来实现这一点,从而从细胞中移除受损的线粒体。

“PINK1是线粒体受损的标志,”Richard Youle博士说,他是nds生物化学部门的负责人,也是这项研究的资深作者。“它确定了哪些线粒体需要清除才能保留健康的。”

Pink1的突变及其合作​​伙伴分子Parkin引起遗传形式的帕金森病。而且,无法去除从神经细胞中提取的蛋白质与许多神经退行性疾病有关,包括更常见的帕金森氏症(als)。科学家们以前认为Parkin对破坏受损的线粒体是必不可少的,但奥勒的团队博士发现Pink1可以在没有Parkin的情况下启动这个过程。

“这改变了我们之前所拥有的模型,并将Parkin降到一个放大器,该放大器增加了Pink1触发的电影信号”,“···奥勒博士说。

研究小组了解到,PINK1将两种叫做Optineurin和NDP52的蛋白质招募到线粒体的表面。这些蛋白质,反过来,招募各种其他标记线粒体降解的蛋白质分子。视嘌呤和NDP52是一组称为自噬受体的蛋白质的成员。当研究人员创造出不含自噬受体的细胞时,他们发现这些细胞无法处理故障的线粒体。然而,当实验组恢复optinineurin或NDP52的功能时,细胞恢复了这种能力。恢复其他自噬受体几乎没有效果。

“知道Optineurin和NDP52是涉及这个过程的主要自噬受体可以告诉我们不同人类疾病的原因,”奥勒博士说。“例如,Optineurin在Als中突变,也以某种形式的青光眼突变,而NDP52则已知在CroHN疾病中突变。这表明患这些疾病可能会参与其中的疾病问题。”

当Pink1积累在有缺陷的线粒体表面上时,它会改变一个称为泛素的分子。然后修饰的泛素然后招募自噬受体以及Parkin。Parkin通过将更多的泛素带入线粒体来形成巨大的线粒体来促进水道,以形成损坏线粒体的长链以便去除。由于Pink1需要开始构建这些泛素链,奥勒的工作博士建议通过提高损坏的处置来创造治疗疾病的药物的新途径

“许多公司正试图开发毒品以激活这种途径,”奥勒博士说。“他们中的一些人正试图发现激活Parkin的药物,但这种新模式可能会提出不同的策略。激活Parkin可能并不是那么重要;激活PINK1可能更重要。”

更多信息:Lazarou et al。“泛素激酶PINK1招募自噬受体来诱导线粒体自噬,”自然,2015年8月12日。DOI: 10.1038 / nature14893

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