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Gli scienziati hanno scoperto la struttura di una rete delle proteine che contribuiscono a regolamentare il ciclo di vita delle celle

Gli scienziati al centro commemorativo del Cancro di Sloan-Kettering (MSKCC) hanno scoperto la struttura di una rete delle proteine che contribuiscono a regolamentare il ciclo di vita delle celle. La comprensione della pianta fisica della rete è un punto importante verso l'apprendimento della sua funzione precisa e nell'individuazione dei modi correggere i difetti nel sistema che potrebbe piombo a cancro.

Facendo uso di cristallografia a raggi x, i ricercatori identificati come una proteina, una molecola chiamata il piccolo modificatore in relazione con Ubiquitin (SUMO-1), è connessa o “hanno coniugato„ ad un'altra molecola all'interno del complesso. I risultati, riferiti nell'emissione del 2 giugno 2005 della natura, offerta il primo sguardo completo alla struttura di queste molecole come sono pensati per esistere nella cella.

“Capire questo trattamento potrebbe essere importante a molti punti fisiologici che sono interrotti nel cancro -- compreso il replicazione del dna soggetto a errori, la segregazione del cromosoma, la risposta delle cellule allo sforzo e le reazioni normali di segnalazione,„ ha detto Christopher Lima, PhD, un biologo strutturale all'istituto di Sloan-Kettering e autore principale dello studio.

Mentre non c'è prova diretta che il SUMO è importante nel cancro, la ricerca suggerisce che sia necessario per l'assortimento normale dei cromosomi immediatamente prima che una cella spacca. Le celle di lievito che mancano del SUMO non possono dividersi con successo, il Dott. Lima hanno notato.

Poiché il cancro è caratterizzato dalla divisione delle cellule deselezionata, provare la funzione del sumo potrebbe potenzialmente rendere le terapie anticancro innovarici. “Se il sumoylation (quando attaches di SUMO ad una proteina) sta promuovendo la divisione cellulare, quindi gli inibitori del SUMO possono essere niente male un agente per bloccare il ciclo cellulare,„ ha detto il Dott. Lima.

Il ricercatore postdottorale David Reverter, PhD, ha collaborato con il Dott. Lima sul lavoro ed è il primo autore sul documento della natura.

Il SUMO è stato chiamato “un cugino misterioso„ del ubiquitin, una proteina di interesse aumentante agli esperti in cancro. Le due molecole hanno strutture notevolmente simili, sebbene eseguano le mansioni differenti in celle.

Ubiquitin funge da tatuaggio chimico a che i segni hanno nociuto o le proteine obsolete per la distruzione da un complesso della proteina nella cella hanno chiamato il proteasome. I ricercatori del Cancro sono stato particolarmente interessati in ubiquitin con la scoperta che etichetta e regolamenta molte proteine del ciclo cellulare per la distruzione. Una di queste proteine è p53, “un soppressore del tumore„ quello quando lavora correttamente, può impedire la crescita delle cellule di instabilità. In ubiquitin normale delle cellule traccia p53 per la distruzione. Ma in celle con DNA nocivo, p53 elude ottenere etichettato con il ubiquitin per permettere la sua capitalizzazione, così permettendo alla proteina del soppressore p53 di soffocare la formazione di tumori.

Tre scienziati -- due israeliani e un americano -- hanno ricevuto il premio Nobel 2004 in chimica per la loro rappresentazione del lavoro che il ubiquitin traccia altre proteine per la distruzione.

SUMO-1 non sembra contrassegnare altre proteine per la distruzione. Invece sembra alterare la loro funzione nei modi diversi, forse anche impedendo l'etichettatura di ubiquitin. Eppure, ci sono abbastanza similarità fra coniugazione del SUMO e il ubiquitin che gli ultimi risultati potrebbero aiutare i ricercatori a capire entrambi. “La rete strutturale ha rivelato un meccanismo che può essere importante nel trattamento di regolamento nelle vie di ubiquitin e di SUMO; vie che devono funzionare correttamente per divisione cellulare normale,„ il Dott. Lima ha detto.

Il complesso descritto da DRS. Lima e Reverter include SUMO-1, un substrato ed altre due proteine, chiamate E2 e E3. SUMO di collegamenti E2 per mirare alle molecole, mentre E3 è un genere di intermediario chimico, portanti gli obiettivi abbastanza vicino al SUMO per facilitare legare.

“Le attività E3 sono in qualche modo misteriose,„ il Dott. Lima ha detto. “Stimolano la coniugazione, ma come agiscono in tal modo rimangono poco chiare. Un avanzamento importante in questo studio era lo sviluppo delle analisi quantitative che hanno permesso che noi sviluppassimo un modello più specializzato per attività E3,„ il Dott. Lima ha detto. “Questo modello ha vaste implicazioni per la funzione di E3s in tutti i ubiquitin e coniugazione del tipo di ubiquitin.„

Il Dott. Nikola Pavletich, presidente del programma strutturale di biologia all'istituto di Sloan-Kettering e ad un esperto in ubiquitin, ha detto che l'ultimo lavoro “ci ha fatto nuovo parere e capire dettagliata„ del trattamento del sumoylation e dovrebbe piombo ad una migliore stretta del SUMO e del ubiquitin. “Identificare i ruoli supplementari del sumoylation può fornirci bene i nuovi obiettivi per inibire la proteina e gli agenti terapeutici per cancro ed altre circostanze in cui il SUMO è implicato.„

Lo studio egualmente fa luce su aspetto capito male della comunicazione cellulare. I ricercatori di MSKCC ritengono che il complesso della proteina hanno osservato sia montato ai complessi nucleari del poro, portali che connettono il nucleo con il citoplasma di là. Questi condotti permettono il trasferimento di informazioni che entrambi a e dal nucleo e che sono vitali alla funzione adeguata delle cellule.

“Il punto seguente in questa ricerca è di sondare l'importanza dei contatti osservati in nostra struttura con le attività biochimiche ed effetti sulla cella stesso di interruzione dei questi contatti,„ il Dott. Lima ha detto. Lui ed i suoi colleghi ora stanno studiando queste interazioni in lievito.