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端粒酶内在工作机制
文章来源:秒速飞艇|秒速飞艇计划|秒速飞艇官方网站   添加时间:2018/7/3 10:22:30 点击率:605

我们现在不仅看到了时钟的表面,而且也看到了内部机械运作。我们不断放大端粒酶以观察越来越多细节。如今,我们终于有能力开始推断这种酶如何发挥作用了。

迄今所见的最高水平端粒酶催化核心结构,下图首次展示了在生成DNA链过程中研究人员捕获的端粒酶。主要研究手段是冷冻电子显微术(cryo-electron microscopy),再利用计算机模型解析数据。研究小组成员在生物化学、分子生物学、计算生物学和生物物理学等领域各有专长。

这是研究人员们创建的第一个端粒酶框架。过去,我们知道端粒酶突变会使人患病,但我们除了知道患者的端粒酶不起作用以外,并不知道出了什么差错。但是,为了治疗疾病,我们必须知道究竟发生了什么。端粒酶的主要作用是维持端粒DNA(人类染色体末端结构)。当端粒酶不活跃时,细胞每次分裂,端粒都会缩短。最终,在端粒变得很短时,细胞停止分裂或死亡。端粒酶异常活跃的细胞会不断重建自身保护性染色体帽子,随着时间推移,这些不会死亡的细胞也是有害的,因为DNA错误的不断积累也将破坏细胞。端粒酶在癌细胞中尤其活跃,它能促进癌症生长和扩散。

Feigon实验室使用单细胞生物“嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)”,作为研究对象。这种生物因端粒酶和端粒首次发现于其体内而闻名,端粒酶的催化核心在所有生物体(包括人类)内都是相似的。

端粒酶含有一个专门的逆转录酶”,该蛋白主要有四个区域和几个子区域。在这项研究中,科学家们揭示了一个从未被研究过的大子区域“TRAP”。典型的蛋白质生产一般是从DNA到RNA,但是,逆转录酶却能使用RNA制造DNA,一个著名的例子是HIV逆转录酶,这也是许多药物的靶标之一。

虽然其他逆转录酶可以复制任意RNA序列用于制造许多DNA,但是,端粒酶的逆转录酶只复制特定的六核甘酸RNA,重复多次以形成长链DNA(核苷酸是DNA和RNA的组成部分),每次细胞分裂,TRAP在染色体末端添加小片段DNA以防止它们变短。

这篇文章首次报道了TRAP的结构、形状和意义,以及与其相互作用的区域。

科学的乐趣在于,你是世界上第一个看到某个重要事物的人。我还记得当年我们看到这个重要结构,并且,是唯一鉴证它的团队时,真是太激动人心了。

早在2015年,他们就曾报道过一个名为“TEN”的主要区域。如今他们已经构建出了“TEN”和“TRAP”两个区域,以及二者之间和它们与端粒酶RNA的互作方式。

这一次,研究人员首次在DNA制造过程中观察端粒酶,当催化核心(包括逆转录酶和RNA)添加一个核苷酸以延长DNA链时,研究人员立即对端粒酶进行捕获。

端粒酶是一种非常独特的酶,许多疾病与其有关。精密度很重要,如果你简单地用锤子敲击端粒酶,可能会直接损坏或增强端粒酶的功能。研究组分之间的工作机制,才可能导致点对点的靶向治疗。现在我们已经有了一些目标。

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