L'étude découvre comment des organismes plus simples managent la réutilisation des protéines inachevées

Nos cellules pour les gènes de transformation en protéines utiles travaille tout comme une chaîne de montage d'usine d'automobile ; il y a des schémas, pièces, travailleurs, moteurs, systèmes de contrôle qualité et des équipages même de réutilisation. Si le procédé de réutilisation des cellules hésite, les éclats de protéine anormale s'accumulent, potentiellement entraînant la mort des cellules. En cellules nerveuses, le procédé est lié à un grand choix de maladies neurodegenerative, y compris des ALS et la démence.

Une étude neuve du laboratoire de Claudio Joazeiro, PhD, publié sur la ligne dans la cellule de tourillon le 30 mai, découvre comment des organismes plus simples--bactéries et archéobactéries--managez la réutilisation des protéines inachevées. Les découvertes offrent non seulement des sens neufs pour combattre la virulence de certains des agents pathogènes les plus dangereux de l'humanité, y compris le listeria, staphylocoque et streptocoque, elles ont des implications pour notre compréhension de la façon dont la durée elle-même a évolué.

Le groupe de Joazeiro a trouvé que le mécanisme n'est pas aussi différent d'une qu'elles ont précédemment découverte à la centrale, animale et fongique cellules.

« Nous savons que car les cellules effectuent des protéines, ce procédé est de temps en temps dû arrêté aux erreurs, » dit Joazeiro, qui a des affectations communes dans le service de recherches de Scripps du médicament moléculaire à Jupiter, à Floride, et au centre pour la biologie moléculaire de l'université d'Heidelberg, en Allemagne.

Un des problèmes avec ceci est que l'accumulation de protéines partiellement formées peut être toxique. Ainsi dans notre laboratoire, nous demandons comment faites les cellules détectent ceci, et comment elles désassemblent ces protéines et réutilisent les synthons ? »

Joazeiro, service de médicament moléculaire, recherche de Scripps

Les ribosomes appelés d'organelles servent de moteurs de protéine-ensemble dans des cellules. S'ils calent au cours du processus de rassembler les pièces--acides aminés--les cellules ont un grand choix de systèmes pour la réponse. En être humain et d'autres cellules eucaryotes, quand un ribosome bloque, les facteurs de sauvetage l'ont divisé ouvert. Une protéine Rqc2 appelé, également connue sous le nom de NEMF, change de plan dedans et recrute une autre protéine--la ligase Ltn1, aussi listerin appelé d'ubiquitine. Le laboratoire de Joazeiro a précédemment découvert que Ltn1 marque l'éclat tronqué de protéine sur des ribosomes avec de l'ubiquitine appelée de balise de destruction. Les scies de protéase traitent alors la destruction.

Soulignant l'importance de ce procédé de réutilisation, Joazeiro a découvert en 2009 que les mutations dans Ltn1 peuvent entraîner la mort des cellules nerveuses dans les souris, ayant pour résultat des sympt40mes comme des ALS. Les bactéries ont associé, mais des systèmes en quelque sorte plus directs pour adresser ont arrêté des ribosomes et leurs éclats de protéine, selon l'état de cellules. Étudiant la bactérie B. subtilis, l'équipe de Joazeiro a constaté que Rqc2 lui-même marque l'éclat de protéine avec un indicateur--un polymère effectué de l'alanine acide aminée. Ainsi diminué, les protéases viennent pour couper le mauvais éclat.

Les études précédentes avaient proposé que dans quelques bactéries pathogènes, les protéines Rqc2 aient eu une fonction différente, un qui a fonctionné en dehors de la cellule, aidant l'attache les microbes aux hôtes.

« Nous avons trouvé que ce n'est pas l'histoire complète, » Joazeiro dit. « Rqc2 joue un rôle plus principal à l'intérieur de des cellules bactériennes. »

La prochaine opération sera de découvrir si la virulence défectueuse des variétés de streptocoque manquant de Rqc2 est principalement une conséquence de leur défaillance de réutiliser des éclats de protéine à l'intérieur de la cellule. Car les variétés croissantes d'agents pathogènes développent la résistance aux antibiotiques de multi-médicament, la virulence bactérienne de compréhension peut prouver particulièrement nécessaire.

Également importante pour Joazeiro est la réalisation que Rqc2 sert de fossile moléculaire « vivant », illuminant des analyses neuves au sujet de l'organisme héréditaire antique qui a apparu il y a environ 4 milliards d'ans pour former la base même de l'arbre de la durée qui s'est transformé en la biodiversité de la planète aujourd'hui.

« Peu de temps après des cellules inventées comment effectuer des protéines, elles ont été également confrontées à déterminer comment traiter les protéines incomplètement effectuées, » Joazeiro dit. « Les analyses proposent qu'un homologue Rqc2 dans le dernier ancêtre courant universel ait déjà effectué cette tâche. »

En plus de Joazeiro auteur important, les auteurs de l'étude, des « arrières d'alanine signalent la protéolyse dans le contrôle qualité Ribosome-Associé bactérien, » étaient Tina Mueller, George Tsaprailis et Christina Chiang de recherche de Scripps dans Jupiter, la Floride ; Iryna Lytvyenko, Helge Paternoga, Anna Thrun et Simon Anders d'université d'Heidelberg en Allemagne ; Annika Balke et chrétienne Spahn de l'institut de la physique et de la biophysique médicales à Berlin, Allemagne ; Katja Nagler et Ilka Bischofs d'université d'Heidelberg et le Max Planck Institute pour la microbiologie terrestre Marbourg, en Allemagne, et Julie Maupin-Furlow de l'université de la Floride à Gainesville, Fla.

Source :

Institut de recherches de Scripps

Référence de tourillon :

Lytvynenko, 2019) protéolyse de signe d'arrières d'alanine d'I. et autres (dans le contrôle qualité Ribosome-Associé bactérien. Cellule. doi.org/10.1016/j.cell.2019.05.002.