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单酶对人类生物学和疾病的深远影响

来源:科学之家
摘要:Fam20C酶通过化学方法修改超过100多种不同的分泌蛋白,从而指导着许多细胞过程。身体的每一个细胞都能发生磷酸化作用,这种作用是通过增加一个化学标签来控制蛋白功能和使命的过程,如:蛋白从一个地方转移到另一个地方或绑定到其他蛋白上。尽管人们已对细胞内的大多数蛋白质......

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Fam20C酶通过化学方法修改超过100多种不同的分泌蛋白,从而指导着许多细胞过程。

  

身体的每一个细胞都能发生磷酸化作用,这种作用是通过增加一个化学标签来控制蛋白功能和使命的过程,如:蛋白从一个地方转移到另一个地方或绑定到其他蛋白上。

  

尽管人们已对细胞内的大多数蛋白质磷酸化过程有所了解,但一些细胞外的蛋白质磷酸化过程却仍是个谜。然而,人类健康和疾病在很大程度上依赖于在细胞外起作用的蛋白质,从伤口愈合到骨形成。圣地亚哥加州大学医学院的研究人员取得了一项令人惊讶的发现:超过100种分泌蛋白的磷酸化作用都受到一个叫做Fam20C的酶支配。这一研究发表在2015年6月18日的Cell杂志上。

  

文章的主要作者,加州大学圣地亚哥分校医学院教授,科学事务副校长Jack Dixon博士说:这项研究为细胞生物学和生物医学研究打开了一个全新的领域,例如:对癌细胞转移的研究,还提供了许多新的治疗靶点。

  

例如,遗传了Fam20C酶突变的新生儿会罹患一种叫做雷恩综合症(Raine综合征是一种非常罕见的综合症,主要特征为骨密度增加,最终导致死亡)的罕见疾病。缺乏全功能Fam20C会导致骨畸形,这对刚出生的新生儿是致命的。相反,我们已知的许多癌症却是因Fam20C过量引起的。

  

为了进一步探讨Fam20C在人类健康和疾病中的作用,Dixon研究团队利用了一种叫做CRISPR/Cas9的新基因编辑技术,通过这种技术删除了在实验室中培养的肝癌乳腺癌和骨癌细胞中的Fam20C基因。随后他们收集了Fam20C缺陷癌细胞和未处理癌细胞的培养液,分析了每个样品中包含的蛋白质情况。令他们惊讶的是,研究人员发现Fam20C并不只是和参与骨矿化的蛋白质有关。相反,对于每一种细胞类型,90%的分泌蛋白都是被Fam20C磷酸化,总共有超过100种不同的蛋白质。

  

Dixon研究团队还分别观察了有Fam20C的情况和没有Fam20C的情况下,乳腺癌细胞迁移和癌变周围组织的能力。在一系列的实验室测试中,他们发现,缺乏这种酶会严重抑制细胞移动能力。也就是说,在乳腺癌的真实病例中,Fam20C有可能帮助肿瘤转移。

  

文章的合作作者,Dixon 实验室助理研究员Sandra Wiley 博士说:近60年来,有关蛋白质磷酸化的研究发现了细胞内蛋白质磷酸化的许多重要功能,所以没有理由让人们相信细胞外蛋白质的磷酸化作用机制就是特例。我们现正在研究经过Fam20C磷酸化后的每个蛋白质的生物学功能和重要性。

作者: 2015-7-6
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