Biologer har et øyeblikksbilde av prosessen med protein flyktig


Den "freeze-frame" biologiske viser den innledende fasen i dannelsen av aktin, en robust glødetråder lignende som er viktig for mannen. Actinfilamenter hjelpe cellene opprettholde sin form. Filamenter, som kalles F-aktin, spiller også en sentral rolle i muskel sammentrekning, celledeling og andre kritiske prosesser.

"En av de viktigste forskjellene mellom kreftceller og friske celler er deres form," sier medforfatter Jianpeng Men, professor i bioteknologi ved Rice og Lodwick T. Bolin professor i biokjemi ved BCM. "Det er en sammenheng mellom form og sunn cellevekst godt justert, og kreftcellene er ofte stygge og dårlig formet enn friske celler."



F-aktin ble oppdaget i 1887, men til tross for mer enn 18.000 studier aktin-relaterte vitenskapelig litteratur, har biologer kjempet for å låse opp noen av sine hemmeligheter. For eksempel, er F-aktin en polymer som består av mange små proteiner som kalles monomerer. Disse blokkene, som kalles G-aktin, selvbygging ende til ende å danne F-aktin. Men prosessen med selvbygging er så effektiv at forskerne var i stand til å se hva som skjer når de to eller tre første monomerer kombineres for å danne kjernen i en glødetråd. Filamenter av F-aktin i cellene blir stadig bygget, revet fra hverandre og gjenoppbygd.

"Nukleasjon er avgjørende for denne kontinuerlig bygging og ombygging," sier biokjemiker BCM og medforfatter av studien Tsinghua Wang. "For friske celler, er nukleering utgangspunktet for den faste form. For celler usunn, som kreft, prosesser av kjernedannelse kan spille en avgjørende rolle i uregulert vekst. Dette er en grunn til at vi ønsker å bedre forstå nukleering . "

I 2008, har Ma og Wang spurte Xiaorui Chen, en graduate student i Structural og Computational Biology of BCM og programmet for molekylær biofysikk, å påta seg oppgaven med å bruke x-ray krystallografi å bestemme strukturen av kjernen aktin. Hans første forsøk mislyktes, men laget endelig hadde den vinnende ideen om å lage to muterte versjoner av G-aktin nukleering men som ikke kunne polymerisere.

Native G-aktin binder med en nabo på toppen og en på bunnen, og denne topp-bunn, ende-til-ende-type obligasjoner er nøkkelen til dannelsen av lange polymerer F-aktin. For å lette kjernedannelse uten polymerisasjon, har Chen opprettet to muterte versjoner av G-aktin. En mutant kan engasjere normalt over, men ikke på bunnen, og den andre normalt ville engasjere bunnen, men ikke på toppen.

"Denne strategien dual-mutant var nøkkelen", sa Chen, som nå er en postdoktor ved BCM. "Etter at vi hadde å overvinne problemene knyttet til dannelse og vekst av krystall prøver som kreves for krystallografi."

Chen anvendes en to-trinns prosess for fremstilling av krystallene. Han først brukt høye nivåer av super-metning å stimulere dannelsen av krystaller og deretter brukt en innledende seeding prosess som kalles å overføre nydannede krystaller av et annet medium hvor de kan vokse seg stor nok til eksamen.

Når krystallene er blitt fremstilt, ble analysert ved hjelp av røntgenstråle-diffraksjon, som avslørte atom arrangement av hvert atom i den kjernedannelse, kopling dobbelt mutant.

"Vi tror denne avtalen dobbel-mutant avslører de viktigste kontaktene som er involvert i kjernedannelse," Ma sa. "For første gang kan vi se hvordan det begynner aktin nukleering."

Ekstra medforfattere inkluderer Fengyun Ni både Rice og BCM, BCM Xia Tian og Elena Kondrashkina Northwestern University. Forskningen ble støttet av National Institutes of Health, den Gillson-Longenbaugh Foundation, National Science Foundation, Welch Foundation, Institutt for energi og Michigan Economic Development Corp.

3

Kommentarer - 0

Ingen kommentarer

Legg en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn igjen: 3000
captcha