Lo studio scopre come gli organismi più semplici gestiscono il riciclaggio delle proteine incomplete

Le nostre celle trattate per i geni di trasformazione nelle proteine utili lavora tanto come una catena di montaggio della fabbrica di automobile; ci sono disegni schematici, parti, lavoratori, motori, sistemi di controllo di qualità e squadre perfino del riciclaggio. Se il trattamento di riciclaggio delle cellule esita, i frammenti anormali della proteina si accumulano, potenzialmente causando la morte delle cellule. In cellule nervose, il trattamento è collegato a varie malattie neurodegenerative, compreso ALS e demenza.

Un nuovo studio dal laboratorio di Claudio Joazeiro, PhD, pubblicato in linea nella cella del giornale il 30 maggio, scopre come organismi più semplici--batteri e archaea--gestisca il riciclaggio delle proteine incomplete. Le scoperte non solo offrono le nuove direzioni per il combattimento della virulenza di alcuni degli agenti patogeni più pericolosi dell'umanità, compreso la listeria, stafilococco e streptococco, hanno implicazioni per la nostra comprensione di come la vita stessa si è evoluta.

Il gruppo di Joazeiro ha trovato che il meccanismo non è così differente da una precedentemente hanno scoperto in impianto, cella animale e fungosa.

“Sappiamo che poichè le celle stanno facendo le proteine, questo che trattamento è occasionalmente fermato dovuto gli errori,„ diciamo Joazeiro, che ha nomine unite nel dipartimento della ricerca di Scripps di medicina molecolare in Giove, in Florida e nel centro per biologia molecolare dell'università di Heidelberg, in Germania.

Uno dei problemi con questo è che la capitalizzazione delle proteine parzialmente formate può essere tossica. Così nel nostro laboratorio, stiamo chiedendo come faccia le celle percepiscono questo e come smontano queste proteine e riciclano le particelle elementari?„

Joazeiro, dipartimento di medicina molecolare, ricerca di Scripps

Gli organelli hanno chiamato il servire dei ribosomi come i motori dell'proteina-installazione all'interno delle celle. Se si bloccano nella fase del raduno delle parti--amminoacidi--le celle hanno vari sistemi per rispondere. In essere umano ed altre celle eucariotiche, quando un ribosoma si inceppa, i fattori di salvataggio lo hanno spaccato aperto. Una proteina chiamata Rqc2, anche conosciuto come NEMF, zumma e recluta un'altra proteina--la ligasi Ltn1 di ubiquitin, anche chiamata listerin. Il laboratorio di Joazeiro precedentemente ha scoperto che Ltn1 traccia il frammento tronco della proteina sui ribosomi con un tag della distruzione chiamato ubiquitin. Le seghe della proteasi poi trattano la demolizione.

Sottolineando l'importanza di questo trattamento di riciclaggio, Joazeiro ha scoperto nel 2009 che le mutazioni in Ltn1 possono causare la morte delle cellule nervose in mouse, con conseguente sintomi ALS del tipo di. I batteri si sono riferiti, ma i sistemi piuttosto più diretti per l'indirizzo hanno fermato i ribosomi ed i loro frammenti della proteina, secondo il rapporto delle cellule. Studiando il batterio il B. subtilis, il gruppo di Joazeiro ha trovato che Rqc2 stesso traccia il frammento della proteina con un flag--un polimero fatto dell'alanina dell'amminoacido. Così diminuito, le proteasi vengono a tagliare il cattivo frammento.

Gli studi precedenti avevano suggerito che in alcuni batteri patogeni, le proteine Rqc2 avessero un processo differente, uno che ha funzionato fuori della cella, aiutante l'attaccatura i microbi ai host.

“Abbiamo trovato che questa non è la storia completa,„ Joazeiro dice. “Rqc2 svolge un ruolo più fondamentale dentro delle celle batteriche.„

Il punto seguente sarà di scoprire se la virulenza difettosa delle varietà dello streptococco che mancano di Rqc2 è soprattutto una conseguenza della loro omissione di riciclare i frammenti della proteina dentro la cella. Poichè le varietà aumentanti di agenti patogeni sviluppano la resistenza della multi-droga agli antibiotici, la virulenza batterica di comprensione può provare particolarmente necessario.

Ugualmente importante a Joazeiro è la realizzazione che Rqc2 servisce da fossile molecolare “vivente„, illuminante le nuove comprensioni circa l'organismo ancestrale antico che è emerso circa 4 miliardo anni fa per formare la base stessa dell'albero della vita che si è evoluto oggi nella biodiversità del pianeta.

“Poco tempo dopo le celle inventate come fare le proteine, egualmente sono state affrontate a determinare come occuparsi delle proteine in modo incompleto fatte,„ Joazeiro dice. “Le analisi suggeriscono che un omologo Rqc2 nell'ultimo antenato comune universale già abbia assolto questo compito.„

Oltre a Joazeiro autore principale, gli autori dello studio, “code dell'alanina segnalano la proteolisi nel controllo di qualità Ribosoma-Associato batterico,„ erano Tina Mueller, George Tsaprailis e Christina Chiang della ricerca in Giove, Florida di Scripps; Iryna Lytvyenko, Helge Paternoga, Anna Thrun e Simon Anders dell'università di Heidelberg in Germania; Annika Balke e cristiano Spahn dell'istituto di fisica e di biofisica mediche a Berlino, Germania; Katja Nagler ed Ilka Bischofs dell'università di Heidelberg ed il Max Planck Institute per microbiologia terrestre Marburgo, in Germania e Julie Maupin-Furlow dell'università di Florida a Gainesville, Fla.

Sorgente:

Istituto di ricerca di Scripps

Riferimento del giornale:

Lytvynenko, 2019) alanine del I. et al. (munisce la proteolisi di coda del segnale nel controllo di qualità Ribosoma-Associato batterico. Cella. doi.org/10.1016/j.cell.2019.05.002.