Forskere ved Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (MSKCC) har afdækket strukturen af et netværk af proteiner, der hjælper med at regulere livscyklus af celler. Forståelse af netværkets fysiske indretning er et vigtigt skridt mod at lære sin præcise funktion, og med at finde måder at rette fejl i systemet, der kunne føre til kræft.
Ved hjælp af x-ray krystallografi, de identificerede forskerne hvordan man protein, et molekyle kaldet Lille ubiquitin-relaterede Modifier (SUMO-1), er tilsluttet eller "konjugeret" til et andet molekyle i komplekset. De resultater, rapporterede i 2 juni, 2005, udstedelse af Nature, tilbyder den første komplette se på strukturen af disse molekyler, som de menes at eksistere i cellen.
"Forståelse denne proces kan være vigtig i mange fysiologiske skridt, der afbrydes i kræft - herunder fejlbehæftede DNA-replikation, kromosom adskillelse, cellens reaktion på stress, og normale signalering reaktioner," siger Christopher Lima, ph.d., en strukturel biolog på Sloan-Kettering Institute og ledende forfatter af undersøgelsen.
Selvom der er ingen direkte beviser for, at SUMO er vigtigt i kræft, forskning tyder på, at det er nødvendigt for den normale sortiment af kromosomer umiddelbart før en celle deler sig. Gærceller, der mangler SUMO kan ikke med held dele, bemærkede Dr. Lima.
Da kræft er karakteriseret ved celler dividere umarkeret, viser SUMO funktion potentielt kan give roman anticancerbehandling. "Hvis sumoylation (når SUMO tillægger et protein) fremmer celledeling, så hæmmere af SUMO kan være en ganske god agent til at blokere cellecyklus," siger Dr. Lima.
Postdoc forsker David Reverter, ph.d., samarbejdede med Dr. Lima på arbejdet og er den første forfatter på Nature papiret.
SUMO er blevet kaldt en "mystisk fætter" af ubiquitin, et protein af stigende interesse for kræft eksperter. De to molekyler har bemærkelsesværdigt lignende strukturer, selvom de udfører forskellige opgaver i celler.
Ubiquitin fungerer som en kemisk tatovering, der markerer beskadiget eller forældet proteiner til destruktion af et protein kompleks i cellen kaldet proteasom. Kræftforskere blev især interesseret i ubiquitin med opdagelsen af, at det tags og regulerer mange celle-cyklus proteiner til destruktion. En af disse proteiner er p53, en "tumor suppressor", der, når de arbejder korrekt, kan forhindre løbske cellevækst. I normale celler ubiquitin markerer p53 til destruktion. Men i celler med beskadiget DNA, undviger p53 få mærket med ubiquitin for at tillade sine akkumulering, således at p53 suppressor proteinet at undertrykke dannelsen af tumorer.
Tre forskere - to israelere og en amerikaner - blev tildelt i 2004 Nobelprisen i kemi for deres arbejde viser, at ubiquitin markerer andre proteiner til destruktion.
SUMO-1 synes ikke at mærke andre proteiner til destruktion. Det i stedet ser ud til at ændre deres funktion på forskellige måder, måske endda ved at forhindre ubiquitin tagging. Alligevel er der nok ligheder mellem konjugation af SUMO og ubiquitin at de seneste resultater vil kunne hjælpe forskerne med at forstå begge dele. "Den strukturelle Netværket har afsløret en mekanisme, der kan være vigtige i reguleringen proces i SUMO og ubiquitin veje, stier, der skal fungere ordentligt til normal celledeling," Dr. Lima sagde.