连通性:昆虫以特定方式分解蛋白

Adrian Fuchs博士后博士研究师马克斯·普朗克开发生物学院及其研究团队发现一种酶,可在特定识别站点分解两个蛋白质反应使蛋白质工程新特征化,例如用可检测标记标注或操纵交互行为此类应用对学术研究和生物技术都有用。

蛋白是生物机体内几乎所有生物过程的核心蛋白质无法持久需要定期拆分替换受控蛋白交换机是所有生物单元的基本活动关键促进者路径中有蛋白质大酶通过蛋白解析降解非缺损蛋白

百科全书近普在所有eukaryotes(高生物类,如原生生物类、真菌类、植物类和动物类)和Archaea(单细胞生物类常在极端环境中发现)中和某些细菌中都发现这些生物类Adrian Fuchs博士和他的团队马克斯Planck开发生物学院 开始有兴趣深入了解他们的功能和进化通过研究发现连通性新蛋白质 生物技术潜力引人入胜

连接系统是如何发现的
Fuchs博士及其团队正在展开生物信息分析(一种用于理解大型复杂生物数据组的分析类型),当他们发现蛋白质时发现该蛋白质与原型大相径庭,但仍与它有远程关联:连通性奇怪的是,蛋白质只能在甲状腺内发现微生物从产生大量甲烷获取能量,一种温室气体,因此是影响地球气候的关键因素。

研究者曾期望连通性多子单元预设像proteacome结构分析显示连通性子单元不归为原型复合体,而是单蛋白链即单片更令人惊讶的是,这些单片机没有显示任何蛋白化活动与蛋白质家族其他成员不同,连通系统只显示ligase活动szeme通过组成新化学联结可催化两个大分子并发也就是说它把蛋白质连接在一起 而不是拆分

研究者们能够显示连通系统与MeteprateaseA有特殊交互作用并能够绑定
修改它

连通度函数如何
深入实验间生细胞提取时,研究人员发现MtrMtrA是甲马诺生成中关键酶, Archaea生成甲烷路径这条路径被认为是生物体中最古老过程之一,用于产生能量和固碳,也是温室效应的重要推波

研究者能够显示连通系统与MtrA有特殊交互作用并能够绑定并修改它深入研究显示,MtrA即联通系统识别图单中只需要短序程序才能实现交互性连接系统像MtrA团队惊讶地发现,在这两个例子中,连通系统不单绑定,而且还将序列分解成两个片段

然而,反应仍然不完整,不管研究者如何改变反应条件这使得他们得出结论,反应必须可逆性识别序列似乎常分解重编组

为了证明这个理论 Fuchs博士和他的团队 整合识别序列到N端 一种蛋白质和C端后联通系统合并后 两种蛋白质并发 识别序列连接N-C-Termini实验显示连通性可用于覆盖带识别序列的任何两个蛋白

发现生物意义何在
连接系统前所未有活动对Fuchs博士及其团队来说是令人兴奋的,因为它显示多功能类蛋白帮助他们理解各种反应之间的联系:蛋白分解子单元制作前必须激活(“自解”)才能分解蛋白质(“蛋白解解析”)或洗牌百化所有这些反应都机械相关联,联通系统反应是该反应机制第四次史无前例变异,为不同的蛋白函数开新明

尚需推理联通系统Igase活动 是如何影响甲烷生产对这一过程而言,连接系统目标MtrA定位于薄膜至关重要,薄膜是封装细胞的脂肪层。连通性识别序列定位MtrA函数核心与膜锚定连通性反应通过分离和重新定位MtrA两个片段来控制或改变甲烷生成

虽然这些令人振奋的前景需持续研究,联通系统解析蛋白的能力使其对各种生物技术应用极有吸引力。

连通系统相对于其他酶有什么长处
现有几种方法可用于覆盖蛋白质,但这些方法都具有不同的优缺点和局限性,因此在不同环境使用。连接增量介质不完全像其他一些绑定方法那样微量化需要延20氨基酸识别序列,所以连接系统将只用于可容存该序列的情况连通系统提供简洁高效并举 难竞争

与其他成熟蛋白ligass相比,连通性远为具体化,即它只覆盖识别序列的百科它不对其他蛋白质产生作用即使在稀释性不纯化解决方案中,它也非常活跃。侧反应使用其他蛋白liges时是一个大问题,联通系统使用不同的响应机制防止非意外函数

连通性很容易处理:反应不需要长优化程序、复杂搭建、专用设备或定义缓冲系统子串可重组产生,但也可化学合成这使连通系统成为开发新方法的宝贵工具

连通性特性使它对各种生物技术应用具有高度吸引力

连通系统能应用哪些生物技术
最明显的连接系统使用方式是整合不同类型的蛋白质以创建全新蛋白可能导致混合蛋白质,难以通过传统方式产生,例如新反机体与多套绑定网站并发

连通性还可用于控制蛋白质定位举例说,蛋白质可以几何定义方式附着细胞表面、微信、病毒类粒子或冷冻电子显微镜表

连通性可把化学合成分子引入蛋白质药理学中,用它制作抗体药并发,用它把药带入癌症细胞或用蛋白质标签含氟磷允许细胞内或细胞表面检测帮助SDS凝胶检测蛋白质,微板检测和近邻测量

结论
简言之,连通系统代表着迷人科学发现从纯理论角度研究它的独特特征 和别种性结构的差异很有趣最令人兴奋的是联通系统独有特征的潜力 未来一系列生物技术应用中应用