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Los científicos han destapado la estructura de una red de las proteínas que ayudan a regular el ciclo vital de células

Los científicos en el centro conmemorativo del cáncer de Sloan-Kettering (MSKCC) han destapado la estructura de una red de las proteínas que ayudan a regular el ciclo vital de células. La comprensión del plan físico de la red consiste un paso importante hacia el aprendizaje de su función exacta, y en encontrar maneras de corregir fallas en el sistema que podría llevar al cáncer.

Usando la cristalografía de la radiografía, los investigadores determinados cómo se conecta una proteína, una molécula llamada el pequeño modificante Ubiquitin-relacionado (SUMO-1), o “conjugaron” a otra molécula dentro del complejo. Las conclusión, denunciadas en la aplicación del 2 de junio de 2005 la naturaleza, oferta la primera mirada completa en la estructura de estas moléculas como los piensan para existir en la célula.

La “comprensión de este proceso podría ser importante en muchos pasos fisiológicos que se rompen en cáncer -- incluyendo la réplica falible de la DNA, la segregación del cromosoma, la reacción de la célula a la tensión, y reacciones normales de la transmisión de señales,” dijo a Christopher Lima, doctorado, biólogo estructural en el instituto de Sloan-Kettering y autor importante del estudio.

Mientras que no hay pruebas directas que el SUMO es importante en cáncer, la investigación sugiere que sea necesario para el surtido normal de cromosomas inmediatamente antes que una célula parte. Las células de levadura que faltan SUMO no pueden dividir con éxito, el Dr. Lima observaron.

Puesto que el cáncer es caracterizado dividiendo de las células desenfrenada, probar la función del sumo podría potencialmente rendir terapias anticáncer nuevas. “Si el sumoylation (cuando los attaches del SUMO a una proteína) está ascendiendo la división celular, después los inhibidores del SUMO pueden ser un agente bastante bueno para cegar el ciclo celular,” dijo al Dr. Lima.

El investigador postdoctoral David Reverter, doctorado, colaboró con el Dr. Lima en el trabajo y es el primer autor en el papel de la naturaleza.

El SUMO se ha llamado un “primo misterioso” del ubiquitin, una proteína del interés cada vez mayor para los expertos de cáncer. Las dos moléculas tienen estructuras notable similares, aunque realizan diversas tareas en células.

Ubiquitin actúa como tatuaje químico que las marcas dañaron o las proteínas obsoletas para la destrucción por un complejo de la proteína en la célula llamaron el proteasome. Los investigadores del cáncer hicieron determinado interesados en ubiquitin con el descubrimiento que marca y regula muchas proteínas del célula-ciclo con etiqueta para la destrucción. Una de estas proteínas es p53, un “supresor del tumor” eso, al trabajar correctamente, puede prevenir incremento de la célula del funcionamiento incontrolado. En ubiquitin normal de las células marca p53 para la destrucción. Pero en células con la DNA dañada, p53 evade conseguir marcado con etiqueta con ubiquitin para permitir su acumulación, así permitiendo a la proteína del supresor p53 sofocar la formación de tumores.

Tres científicos -- dos israelíes y un americano -- fueron concedidos el Premio Nobel 2004 En la química para su demostración del trabajo que el ubiquitin marca otras proteínas para la destrucción.

SUMO-1 no aparece etiqueta otras proteínas para la destrucción. En lugar de otro aparece alterar su función en maneras diferentes, quizás incluso previniendo marcar con etiqueta del ubiquitin. No obstante, hay suficiente semejanzas entre la conjugación del SUMO y el ubiquitin que las últimas conclusión podrían ayudar a investigadores a entender ambos. “La red estructural ha revelado un mecanismo que puede ser importante en el proceso de regla en los caminos del SUMO y del ubiquitin; caminos que necesitan operar correctamente para la división celular normal, el” Dr. Lima dijo.

El complejo descrito por la DRS. Lima y Reverter incluye SUMO-1, un substrato, y dos otras proteínas, llamadas E2 y E3. SUMO de los eslabones E2 para apuntar las moléculas, mientras que E3 es una clase de agente de matrimonio químico, trayendo objetivos cerca bastante al SUMO para facilitar el atar.

“Las actividades E3 son algo misteriosas,” el Dr. Lima dijo. “Estimulan la conjugación, pero cómo lo hacen siguen siendo tan no entendibles. Un avance importante en este estudio era el revelado de los análisis cuantitativos que permitieron que desarrolláramos un modelo más sofisticado para la actividad E3, el” Dr. Lima dijo. “Este modelo tiene implicaciones amplias para la función de E3s en todo el ubiquitin y ubiquitin-como la conjugación.”

El Dr. Nikola Pavletich, presidente del programa estructural de la biología en el instituto de Sloan-Kettering, y un experto en ubiquitin, dijo que el último trabajo “nos ha dado una nueva vista y una comprensión detallada” del proceso del sumoylation y que debe llevar a una mejor compresión del SUMO y del ubiquitin. “Determinar el papeles adicional del sumoylation bien puede proveer de nosotros los nuevos objetivos para inhibir la proteína y los agentes terapéuticos para el cáncer y otras condiciones en los cuales el SUMO está implicado.”

El estudio también echa la luz en un aspecto mal entendido de la comunicación celular. Los investigadores de MSKCC creen que el complejo de la proteína que han observado está montado en los complejos nucleares del poro, los portales que conectan el núcleo con el citoplasma más allá. Estas tuberías permiso la transferencia de la información ambas a y desde el núcleo, y son vitales a la función apropiada de la célula.

“El paso siguiente en esta investigación es sondar la importancia de los contactos observados en nuestra estructura con las actividades bioquímicas y los efectos sobre la célula sí mismo de romper estos contactos,” el Dr. Lima dijo. Él y sus colegas ahora están estudiando estas acciones recíprocas en levadura.