Nature:帮助构建肌肉的巨型蛋白titin

时间:2006年1月16日
来源:生物通

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生物通报道:来自欧洲分子生物学实验室(EMBL)和伦敦国王学院(King’s College)的研究人员发现一种对肌肉组织形成至关重要的蛋白质发生的事情。这项研究的结果公布在111日的《自然》杂志上。

显微镜下,肌肉就好像是数百万个微小的活塞:他们首尾相连形成长长的队伍。这种称为肌节(肌原纤维节)的结构能够使肌肉收缩和伸展,从而使我们的身体移动。肌节以Z-disk(紧实分子形成的厚带)首尾相连。

肌节的结构非常复杂,多年来研究人员一直都在分析它们形成的步骤。可能的起点是蛋白质相互连接成巨大的复合体,而且交汇点就是Z-disk。但是要拆开这种联系非常困难。

EMBLWilmanns的实验室和Mathias GautelEMBL的校友,现在国王学院)的研究组之前就认为一种叫做titin的蛋白质(人类细胞制造的最大的蛋白质)与肌肉的形成过程有关。Titin被锚定在Z-disk中,而且它的长度足以使它跨越一个肌节的一半的长度距离。它的尺寸和位置使它能够接触到肌节的所有主要成分,这意味着它可能帮助这些成分的装配。

在这项最新的研究中,研究人员给出了这个分子事件发生的机理。Wilmanns实验室的Peijian ZouNiko Pinotsis与另外一种叫做telethonin的蛋白结合的titin分子的部分结晶。接着,他们利用高能X射线分析了这种晶体。根据非常清晰的蛋白质连接详细图像,他们发现telethonin以一种独特的方式将蛋白质连接在一起,而这种方式可能给研究肌节装配提供了一些线索。

Gautel实验室利用先进的显微镜技术观察了活细胞中的这种分子连接。Telethonin蛋白在titin分子末端充当一种“帽子”或“螺钉”的作用。新的研究则揭示出了telethonin如何将两个独立的titin连接在一起。

研究还发现telethonin具有一种内在对称性,这使它能抓住两个向相反方向“逃逸”的titin分子。人们已经发现了一种连接回纹结构中DNA分子的蛋白质,这项新的研究则是首次揭示出了以这种形式自行连接的蛋白质。(生物通记者杨遥)

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