血影蛋白研究新进展

时间:2006年11月1日
来源:生物通

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生物通报道:血影蛋白(Spectrin)和锚蛋白(ankyrin)是两种重要蛋白,如同砖和水泥一样,稳定细胞膜构型。但是区分哪个蛋白是“砖”哪个蛋白是“水泥”还相当困难。最近,伊利诺斯大学生物科学副教授Ron Dubreuil发现,血影蛋白可以同时发挥“砖”和“水泥”两种功能。文章刊登于10月23日《Journal of Cell Biology》杂志。

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生物通报道:血影蛋白(Spectrin)和锚蛋白(ankyrin)是两种重要蛋白,如同砖和水泥一样,稳定细胞膜构型。但是区分哪个蛋白是“砖”哪个蛋白是“水泥”还相当困难。最近,伊利诺斯大学生物科学副教授Ron Dubreuil发现,血影蛋白可以同时发挥“砖”和“水泥”两种功能。文章刊登于10月23日《Journal of Cell Biology》杂志。

血影蛋白Spectrin首次发现于红细胞,在红细胞膜下形成一个蛋白骨架(protein scaffold)。红细胞经低渗处理,细胞破裂释放出内容物,留下一个保持原形的空壳,称为血影(ghost)血影蛋白由于能够维持红细胞低渗处理后留下的血影(ghosts)因此得名。锚蛋白(ankyrin)如同水泥,将血影蛋白锚定在红细胞膜上。

Dubreuil及其同事选择遗传特征与人类相似的果蝇作为实验动物模型,在不同类型细胞,特别是上皮细胞中寻找“是哪种信号告诉血影蛋白在细胞内的聚合地点”的。“我们发现,血影蛋白不需要结合锚蛋白,也能发挥功能,” Dubreuil说,“这意味着弄清这些分子的工作机制,我们遇到了从未认知的难题。”

Dubreuil等最初认为所有细胞中,锚蛋白是锚定血影蛋白的关键。但许多研究中都找不到锚蛋白作为靶标的线索,于是Dubreuil重新审视他的假设。“我们决定抛弃我们的假设,寻找新的观点。”

Dubreuil等通过遗传学手段获得的了一种血影蛋白不能与锚蛋白结合的果蝇模型。Dubreuil由此推测,血影蛋白不能再与膜结合。

“我们推测这(血影蛋白不能与锚蛋白结合)将会破坏血影蛋白的功能,”他说。结果显示血影蛋白到达靶点的能力一点也没有受到影响,能够准确地固定在细胞膜上。“实际上,遗传手段获得的果蝇一般能活到成年期,但是所有缺乏血影蛋白的突变果蝇在发育早期即夭折。”

同时,Dubreuil发现血影蛋白另一个被称作“PH domain”的区域,具有关键作用。敲除果蝇PH domain,会导致血影蛋白不能正确结合到膜靶位,果蝇死亡。

Dubreui的研究有助于揭示这些蛋白在不同细胞中的功能。研究人员希望有朝一日能获得治疗性药物分子,帮助遗传性贫血、Duchenne型肌营养不良、心律不齐和5型脊髓小脑运动失调症(spinocerebellar ataxia,SCA)等疾病患者恢复健康。

Dubreui 说:“我们掌握的血影蛋白突变和其与人类疾病的关系的信息越多,所发现的问题也就越多:这些突变是怎样影响分子的特定功能的?”。(生物通记者 子元)

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