团队描述了介导癌细胞中关键过程的蛋白质的“能量发动机”
蛋白质有时被描述为生命的基础。在细胞内部,蛋白质将合作以执行特定功能的蛋白质联盟结合在一起。大量癌症研究的重点是寻找其中一些蛋白质复合物的抑制剂。像MTOR和ATR这样的激酶以及在肿瘤中过表达的端粒酶等酶是这种复合物之一。
有蛋白质(称为伴侣和共伴侣),其功能是实际构建这些蛋白质细胞内的复合物,并且正在研究这种组装过程作为抗癌策略。可以将激酶和酶等酶与正在建设的建筑物进行比较,而伴侣(如HSP90)和辅助酮(如R2TP)将是建筑机器。当前的证据表明,靶向癌症治疗中副伴侣R2TP中的能量发动机Ruvbl1-Ruvbl2的治疗潜力。这导致西班牙国家癌症研究中心(CNIO)的DNA损伤反应组中的大分子复合物的研究人员使用冷冻的强大工具电子显微镜确定调节ruvbl1和ruvbl2的机制。该研究已发表在科学进步。
如前所述,DNA损伤反应组中的大分子复合物使用冷冻电子显微镜确定R2TP的高分辨率结构。在这项研究中,CNIO的研究人员观察到R2TP的设计如何使伴侣HSP90与其作用的蛋白质接触。R2TP复杂的具有一个能量发动机,这是由ATPASE RUVBL1和RUVBL2形成的环,该环利用从ATP水解释放到ADP中的能量。在这种能源生产机制中,ATP酶在细胞中捕获ATP,并连续释放ADP作为废物和能量。科学家发现,在由Ruvbl1和Ruvbl2形成的环中,对ATP结合位点的访问被完全阻塞,将ATP或ADP固定在内部,从而阻止了能量和电动机的交换和电动机的工作。问题是,如何使用组装蛋白质复合物所需的能量?
通过观察Cryo-Electron显微镜下的R2TP系统可以找到答案:“我们确定了Ruvbl2中的一个区域,该区域充当控制ATP和ADP访问蛋白质的门;使用ATP提供的能量的要求,”解释说,CNIO的DNA损伤反应组中的大分子复合物负责人ÓscarLlorca解释说。“调节该门打开的键是ATPase Ruvbl2与MTOR组件所需的R2TP组件之间的相互作用。”
就实验观察和计算方法而言,研究蛋白质的结构和动力学,即了解生物学功能所必需的蛋白质之间的相互作用一直非常具有挑战性。然而,在CNIO的结构生物学程序的优先事项之一(CNIO)的优先事项之一正在彻底改变我们观察和理解蛋白质的工作方式,在蛋白质和大分子复合物的研究中使用冷冻电子显微镜的使用方式之一自然几个月前。
对决定如何建立大分子复合物的过程有充分的理解可以帮助基于抑制蛋白质组装的新型癌症治疗策略。几项研究表明,RUVBL1-RUVBL2 ATPases的抑制具有治疗癌症的治疗潜力。由Llorca在CNIO领导的团队进行的最新研究,与苏塞克斯大学(英国)的Laurence H. Pearl集团合作,并出版科学进步将有助于加速该领域的进步。
Llorca说:“我们知道,ATP的能量是由Ruvbl1和Ruvbl2 ATPases在MTOR和其他大分子配合物组装中使用的。但是我们不知道如何使用能量以及它的使用方式。”“在这项研究中,我们发现RUVBL2具有一个栅极,可调节ATP进入释放能量的催化位点。我们还观察到,门的开口受到MTOR组装中所需的分子的调节,因此,将电动机激活与需要能量的那一刻耦合。但是,我们不知道这是什么活力准确地用于分子水平,需要进一步研究。”
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