Eine glückliche Zelle wird eine ausgewogene Zelle, sondern für jeden erstaunlich twisted-protein, das es schafft, die es reißen müssen die alten scheiden. Das bedeutet, dass zu entwirren, eine verwickelte Brezel-Masse für das recycling. Cdc48 spielt eine entscheidende Rolle in der Entschlüsselung der verbrachte Proteine.
„Cdc48 ist das Schweizer Taschenmesser der Zelle und interagieren mit so vielen unterschiedlichen Untergründen“, sagte Peter Shen, Ph. D., assistant professor in Biochemie an der University of Utah Health und senior-Autor auf dem Papier. „Bis jetzt hatten wir nicht ein Verständnis genau, wie es funktioniert.“
Shen führte eine multi-institutionellen team von Forschern, die zu identifizieren die wichtigsten Strukturen von Cdc48 zu visualisieren, seine Wellen zu, wie Sie sich entfaltet Proteine. Die Ergebnisse sind online in der Juni-27-Ausgabe von Science.
„Wir tun dies, weil wir kümmern uns, wie molekulare Maschinen funktionieren,“ sagte Shen. „Wir haben beschlossen, zu schärfen-in auf Cdc48 aufgrund klinischer Relevanz.“
Für Jahre haben Forscher gewusst, dass ein single-point-mutation in Cdc48 kann Kaskade in ernsthafte Krankheiten, einschließlich Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) und der Charcot-Marie-Tooth-Krankheit, Typ 2J.
„Menschliche Cdc48 ist mit mehreren Krankheiten und ist das Ziel der Bemühungen zur Entwicklung von Therapeutika zur Behandlung von Krebserkrankungen“, sagte Christopher Hill, DPhil., distinguished professor von Biochemie U U Gesundheits-und co-entsprechenden Autor auf der Studie. „Die Struktur, die wir ermittelt haben, können verwendet werden, um vorab Bemühungen um die Entwicklung effektiver Inhibitoren und Therapeutika.“
In der Studie, die Forschungs-team gereinigt Cdc48 direkt von Hefe-Zellen (Saccharomyces cerevisiae) und nahm Momentaufnahmen des gereinigten Partikel in verschiedenen Konfigurationen nach war es gefroren mittels Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM).
„Die Zellen sind bereits die harte Arbeit für uns, indem Sie diese komplexe,“ Shen sagt. „Denn diese Methode ist so schnell, dass wir gefangen genommen haben Cdc48 in den Akt der Entfaltung eines proteins Substrat.“
Mit diesem Ansatz, die Forschungs-team gezeigt, wie Cdc48 entfaltet sich das protein durch einfädeln Sie durch eine zentrale pore des Komplexes, mit einer hand-über-hand-conveyor-Bewegung. Die Recycling-Gewirr waren Sie imaging-war ein mystery, bis die Mitarbeiter an der Brigham-Young-Universität angewandte Massenspektrometrie in der Proteomik, um die gleichen geerntet Komplex zu entlarven, die anonyme proteinan inaktive protein-phosphatase-1-Komplexes.
Shen glaubt, dass diese Ergebnisse gelten für die menschlichen Zellen, da Cdc48 ist hoch konserviert.
„Wir glauben, dass die Struktur, die wir hier gelöst werden, sind sich sehr ähnlich, was unsere Körper sind Ausdruck jetzt“, sagte er.
Das research-team war nicht in der Lage zu visualisieren, der gesamte Komplex, da Cdc48 interagiert mit mehreren bindungspartnern fast gleichzeitig. Diese effiziente multitasking verwischt die Rekonstruktion; aber Shen will weiterhin untersuchen, wie Cdc48 verwaltet zu binden, mit so vielen Partnern zur gleichen Zeit.
„Der coolste Teil ist dies [der Arbeit] zeigt, dass wir einem protein direkt aus Wirtszellen und Bild Sie in Ihrem nativen Zustand,“ Shen sagt. „Ich denke, das ist die Zukunft der cryo-EM-Feld.“