真核生物蛋白质组大概有10%-20%由不能形成稳定结构的区域组成(1),这些结构域通常复杂度低,大体由少数几种氨基酸重复出现组成,称作低复杂度结构域(low-complexity domain (LCD))(2)。它们在信号转导、基因转录调节等方面发挥重要功能(3, 4),但该位置的突变也与多种神经退行性疾病相关,那么这些突变如何发挥功能?
为了更好地回答这个问题,西南医学中心Steven L. McKnight以及Glen Liszczak等研究人员使用蛋白质化学的方法修饰疾病相关低复杂度结构域,封闭关键氨基酸位点从而阻止其与周围主链形成的氢键。研究人员发现通过这种氢键的操纵可以调节低复杂度结构域的液液相分离状态,逆转疾病相关突变导致的病理性聚集(2)。
该项工作7月1日发表在Science。研究人员认为该项工作更明确地回答了生物体内聚集体的调控方式,说明正常生理状态下低复杂度非结构区域以近乎平衡态瞬时互作,这给予了它们灵活组织调控细胞动态的空间(2)。
Comment(s):
生化确实做得很漂亮,将来随着技术的发展在细胞内甚至动物体内直接操纵氢键的形成并监测表型将提供更明确的数据。
通讯作者简介:
https://profiles.utsouthwestern.edu/profile/14812/steven-mcknight.html
https://profiles.utsouthwestern.edu/profile/181912/glen-liszczak.html
参考文献:
1. M. E. Oates et al., D2P2: Database of disordered protein predictions. Nucleic Acids Res. 41(2013), doi:10.1093/NAR/GKS1226.
2. X. Zhou et al., Mutations linked to neurological disease enhance self-association of low-complexity protein sequences. Science (80-. ). 377 (2022), doi:10.1126/SCIENCE.ABN5582.
3. V. Pejaver et al., The structural and functional signatures of proteins that undergo multiple events of post-translational modification. Protein Sci. 23, 1077–1093 (2014).
4. J. Woodsmith, A. Kamburov, U. Stelzl, Dual Coordination of Post Translational Modifications in Human Protein Networks. PLoS Comput. Biol. 9 (2013), doi:10.1371/JOURNAL.PCBI.1002933.
原文链接:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn5582