《科學》：蛋白在細胞內的“定位”機製得以闡明

《科學》：蛋白在細胞內(nei) 的“定位”機製得以闡明

  加拿大和美國科學家研究發現，一種單價(jia) 酸性脂對蛋白在細胞內(nei) 的“定位”起到調控作用。該研究結論回答了一個(ge) 重要的細胞生物學問題，並為(wei) 一項相關(guan) 的爭(zheng) 論找到了依據。相關(guan) 論文發表在月日的《科學》雜誌上。
 
    科學家以來推測，許多蛋白正是利用酸性脂及其產(chan) 生的負電勢來在細胞膜結構間分布、定位，換句話說，酸性脂能夠引導蛋白到胞質膜的特定位置。磷脂酰（phosphatidylserine，簡稱PS）作為(wei) 一種單價(jia) 酸性脂，是人類紅細胞中的zui主要的酸性脂，同時，它構成了大約30%的細胞內(nei) 生或胞質微區（cytoplasmic leaflet）的磷脂類物質。不過，對於(yu) PS如何在細胞器的兩(liang) 個(ge) 微區間分配，科學家幾乎是未知的。
 
    2006年，加拿大多倫(lun) 多大學兒(er) 童醫院（Hospital for Sick Children）和斯坦福大學邁爾實驗室（Tobias Meyer''s Lab）的兩(liang) 個(ge) 獨立研究小組先後在《科學》上發表論文，試圖解答酸性脂如何引導蛋白定位問題，但得到了不同結論。
 
    HSC小組發現，K-Ras和其他一些類似的蛋白之所以能夠靶向到胞質膜上，是因為(wei) 這些胞質膜包含更多的單價(jia) 酸性脂PS。而Meyer團隊在幾個(ge) 月後發表的另一篇文章表明，是多價(jia) 的酸性脂PIP2和PIP3令K-Ras等蛋白靶向到胞質膜上。盡管這些多價(jia) 脂在胞質微區的濃度要低得多，隻有-2%，但由於(yu) 它們(men) 的多價(jia) 性，產(chan) 生的靜電相互作用會(hui) 更強。因此，到目前為(wei) 止，科學家一直沒有弄清到底是PS還是PIP2和PIP3負責K-Ras等重要蛋白在胞質膜的分布。
 
    為(wei) 了*揭開這一問題，人們(men) 需要知道PS在細胞內(nei) 的位置。因此，開發新的工具是必需的。在研究中，美國哈佛大學醫學院布萊根婦女醫院（Brigham ａnd Women''s Hospital）和加拿大多倫(lun) 多大學兒(er) 童醫院科學家小組開發並利用了一種新型生物傳(chuan) 感器——乳粘素（Lactadherin，乳汁中的一種糖蛋白）。論文作者之一、布萊根婦女醫院的史家嵐說，“乳粘素能以非鈣依賴的方式與(yu) PS結合，與(yu) PS結合的基序位於(yu) C2結構域上（Lact-C2）。我們(men) 利用Lact-C2構建了遺傳(chuan) 編碼的PS熒光生物探針，它能夠探測PS在細胞內(nei) 的分布。”通過研究亞(ya) 細胞中PS的分布，研究人員發現，正如他們(men) 所預期的，PS存在於(yu) 胞質膜的胞液微區（cytosolic leaflet）中。同時，細胞內(nei) 涵體(ti) 和溶酶體(ti) 中也發現了PS。
 
    這一新的研究結果對於(yu) 揭示蛋白在細胞內(nei) 的定位、蛋白從(cong) 胞質膜向內(nei) 涵體(ti) 的移動問題乃至於(yu) 整個(ge) 細胞生物學，都具有重要的意義(yi) 。此外，新的生物探針也具有重要的借鑒和應用價(jia) 值。史家嵐表示，因為(wei) 乳粘素的C2結構域與(yu) V和VIII的C2結構域同源，它能以非鈣依賴的方式與(yu) 凋亡細胞表麵暴露或外轉的PS結合，從(cong) 而作為(wei) 檢測細胞凋亡的探針；乳粘素還能與(yu) 這兩(liang) 種競爭(zheng) 血小板表麵暴露外轉的PS，從(cong) 而發揮抗凝血作用。

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