-Protein fare macchine può cambiare marcia con un piccolo processo di cambiamento strutturale; Implicazioni per l'immunità e la terapia del cancro

Marzo 20, 2016 Admin Salute 0 2
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Negli ultimi anni, Min Guo, professore assistente presso The Scripps Research Institute, si è concentrata sulle azioni intricati di un'antica famiglia di enzimi catalitici che giocano un ruolo chiave nella traduzione, il processo di produzione di proteine.

Questi enzimi complessi sono un gruppo di molecole fondamentali che rendono blocchi per la produzione di proteine. Presente in ogni cellula, questi enzimi - noti come aminoacyl trasferimento sintetasi RNA (tRNA sintetasi) - selezionare l'aminoacido corretto e assegnare loro di trasferire RNA per fare una proteina in ribosoma. Come passo fondamentale per determinare il codice genetico, tRNA sintetasi sono stati intorno per miliardi di anni.

Tuttavia, questa parte essenziale della macchina proteine ​​facendo non si è fermata in evoluzione. Ora, in un nuovo studio pubblicato online prima della stampa il 15 novembre 2012 dalla rivista Molecular Cell, Guo, Ehud Razin di The Institute for Medical Research Israel-Canada, e un grande team di scienziati internazionali hanno dimostrato che questo enzima può effettivamente funzionare anche in un altro processo fondamentale nell'uomo. In questo caso, l'enzima attiva un processo che crea una copia di RNA da DNA - trascrizione, che è il primo passo che conduce all'espressione genica. Tutto ciò che serve è un singolo alterazione chimica (fosforilazione) in un sito specifico sulla enzima, che poi innesca una cascata di cambiamenti della struttura, liberando l'enzima dalla traduzione all'altro ruolo regolazione della trascrizione.




"Se ci pensate i cambiamenti strutturali che si verificano nel sintetasi abbiamo guardato nello studio, è molto simile ai film Transformers", ha detto Guo. "E 'una macchina che cambia la struttura e si trasforma in un'altra macchina che può realizzare un compito completamente diverso -. Come da una macchina a un robot gigante Questa è la prima volta che qualcuno è stato in grado di mostrare come si può cambiare la funzione di questo enzima dal punto di vista meccanicistico, per sapere esattamente come funziona. "

Questa capacità di recente scoperta ha grandi implicazioni per la nostra comprensione della risposta immunitaria, tra cui le allergie e il cancro, ha detto Guo.

Egli osserva l'insolita trasformazione di tRNA sintetasi è stato inizialmente scoperto in mastociti, che sono la prima linea di difesa dell'organismo contro gli agenti patogeni come batteri e virus. Per riconoscere patogeni e altri segni di infezione, mastociti sono disperse in tutta maggior parte dei tessuti, ma sono fondamentalmente trova a interfacce del corpo con l'ambiente, come la pelle e delle mucose. L'attivazione dei mastociti è un passo fondamentale nel promuovere le allergie, in cui attivate mastociti secernono mediatori preformati, come l'istamina, e sintetizzano nuovi mediatori che aumentano la risposta allergica. Si scopre che i mastociti mobilitare le tRNA sintetasi a partecipare nella regolazione trascrizionale e portare con sé tutta questa cascata di segnali, in pochi minuti.

"Questo dimostra come una macchina di pulizia può essere ri-forma di una risposta normativa", ha detto Guo, "qualcosa che sta solo ora cominciando a farsi notare."

Recenti ricerche hanno anche dimostrato che la sintetasi trasformata nel nuovo studio aumenta anche metastasi in cellule del cancro al seno.

"Progettando un modo per prevenire questa trasformazione sintetasi, si potrebbe potenzialmente limitare metastasi", ha detto Guo. "Ma è necessario conoscere il meccanismo prima di poter progettare qualcosa per modificarlo. Questo nuovo studio ci fornisce un quadro di base che mostra come funziona questa trasformazione."

I primi autori dello studio, "Interruttore strutturale di Lysyl-tRNA sintetasi tra traduzione e trascrizione," sono Yifat Ofir-Birin di The Institute for Medical Research Israel-Canada e Pengfei Fang di TSRI. Oltre a Guo, Razin, Ofir-Birin, e Fang, altri autori includono Steven P. Bennett, Jing Wang, Ryan Shapiro, Jorge Pozo, Paul Schimmel e Xiang-Lei Yang di TSRI (Sharpiro e Schimmel sono anche affilitated con il Skaggs Istituto di Biologia Chimica presso TSRI); Inbal Rachmin, Jing Song, e Arie Dagan di The Institute for Medical Research Israel-Canada; Hui-Min Zhang e Alan G. Marshall della Florida State University; Sunghoon Kim di Seoul National University; e Hovav Nechushtan del Hadassah Medical Center, Israele.

"Questo studio richiesto un lavoro di squadra, in quanto attraversato i confini di diversi campi biologici, tra cui la biologia cellulare, la biologia strutturale, l'immunità e il cancro", ha detto Guo. "Questo e il lavoro futuro è reso possibile dalle strette collaborazioni tra gli scienziati di tutto il mondo."

Lo studio è stato sostenuto dal National Institutes of Health (numeri di sovvenzione GM088278; GM23562, GM78359 e GM100136); Divisione Nazionale Science Foundation di Materials Research; la Fondazione Nazionale per la Ricerca sul Cancro; Frontier Global Project e il Ministero dell'Istruzione, della Scienza e della Tecnologia, la Corea; la Israel Science Foundation; Stati Uniti Fondazione binazionale Science; la Fondazione di Ricerca Nazionale di Singapore; la Fondazione tedesca Israele per la ricerca scientifica e lo sviluppo; Il programma di cooperazione in Cancer Research del Deutsches Krebsforschungszentrum; il Ministero Israele di Scienza e Tecnologia; Stato della Florida; e la U. S. Dipartimento dell'Energia.

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