医学进展
2017年06月号
医学进展
HIV/AIDS 特别报道

细胞清除聚集蛋白新途径!

作者:黄希瑶

约翰•霍普金斯大学医学院的Linhao Ruan等人在酵母细胞和人细胞中发现了一条意想不到的细胞清除蛋白质聚集体的途径:细胞的“发电站”——线粒体可降解错误折叠的蛋白!
蛋白质稳态的丧失是衰老和神经退行性变的分子基础,其特征是蛋白质聚集体的累积和线粒体功能障碍。虽然在线粒体中发现了许多神经退行性疾病相关的蛋白,但仍不清楚线粒体功能障碍与蛋白质聚集体是如何产生联系的。在分裂的酵母细胞中,蛋白质聚集体可在应激条件下或在衰老时优先被母细胞保留,这部分可被归功于蛋白质聚集体栓连在线粒体上;Hsp104可分解蛋白质聚集体,从而使错误折叠的蛋白发生重折叠或降解。
研究人员发现,在酵母中,细胞内倾向于发生聚集的蛋白将进入线粒体发生降解。蛋白质聚集体在热休克条件下形成,其包含细胞内蛋白和线粒体蛋白,并与线粒体膜上的导入复合体发生相互作用。许多倾向于聚集的蛋白在热休克条件下进入线粒体膜间腔和线粒体基质,甚至一些蛋白在无应激条件下也可进入。这种线粒体导入机制及蛋白酶可使细胞内蛋白质聚集体及时发生降解。如果阻断蛋白质聚集体导入线粒体而不抑制蛋白酶体活性,则聚集体的降解发生明显延迟。如果细胞内Hsp70s出现缺陷,则错误折叠的蛋白质进入线粒体出现加强,线粒体应激水平出现升高。研究人员还在实验室培养的人视网膜色素上皮细胞中观察到错误折叠蛋白进入线粒体。
研究人员报道了一种线粒体介导的蛋白质内稳态机制——线粒体作为细胞内的守卫者(mitochondria as guardian in cytosol,MAGIC),这种机制也可能存在于人类细胞中。(作者:黄希瑶)
参考文献:Nature 2017;543:443-446

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