細(xì)胞如何清理垃圾？ 科學(xué)家闡釋特殊的“磷酸化—死亡之吻”

機(jī)體細(xì)胞不會(huì)忘記及時(shí)清理垃圾，長(zhǎng)期以來(lái)研究者們都知道，細(xì)胞會(huì)通過(guò)泛素化標(biāo)記的方式來(lái)標(biāo)記需要降解的蛋白質(zhì)，這種泛素化信號(hào)被稱(chēng)之為“死亡分子之吻”；近日，一項(xiàng)刊登于雜志Nature上的研究報(bào)告中，來(lái)自維也納分子病理研究所的研究人員通過(guò)在革蘭氏陽(yáng)性菌中鑒別出了一種類(lèi)似的垃圾清理系統(tǒng)，在細(xì)菌中這種降解的標(biāo)簽是通過(guò)一種*磷酸化的翻譯后修飾方式來(lái)完成的，相關(guān)研究或?yàn)楹笃陂_(kāi)發(fā)新型抗菌策略提供思路。

盡管當(dāng)前對(duì)蛋白質(zhì)降解的研究圓圓落后于對(duì)蛋白質(zhì)合成的研究，但慶幸的是現(xiàn)在有研究者開(kāi)始對(duì)其深入研究了，對(duì)于蛋白質(zhì)而言，死亡即是重生，整個(gè)過(guò)程都會(huì)被緊密地調(diào)控著，每種蛋白都能夠在合適的時(shí)候被移除，而且細(xì)胞需要特別注意及時(shí)消除那些受損傷或者不能夠執(zhí)行必要功能的蛋白質(zhì)。

蛋白質(zhì)的降解過(guò)程包括了多個(gè)階段，研究者Tim Clausen表示，當(dāng)我們研究特定細(xì)菌如何應(yīng)對(duì)不利條件時(shí)，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了*的磷酸化作用，McsB就是參與該過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵蛋白，其能夠?qū)ζ渌鞍踪|(zhì)上的*殘基進(jìn)行磷酸化作用；20世紀(jì)50年代，當(dāng)科學(xué)家Edwin G. Krebs和Edmond H. Fischer因發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)可逆磷酸化作為一種生物調(diào)節(jié)機(jī)制而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)時(shí)，從那時(shí)候開(kāi)始研究者們就開(kāi)始觀察到*的磷酸化作用了，接下來(lái)的多項(xiàng)研究中，研究者在枯草芽孢桿菌中發(fā)現(xiàn)了成百上千中修飾化的蛋白，盡管研究者觀察到的修飾租用能夠被調(diào)節(jié)來(lái)響應(yīng)環(huán)境狀況，但研究者卻并不清楚其中所涉及的機(jī)制。

研究者Tim Clausen說(shuō)道，有很多原因能夠解釋為何我們會(huì)認(rèn)為磷酸*可能是細(xì)菌的泛素蛋白，McsB能夠同枯草芽孢桿菌中的ClpCP蛋白酶被轉(zhuǎn)錄共調(diào)節(jié)；研究者推測(cè)，ClpCP類(lèi)似于一種“貼標(biāo)簽機(jī)”，能夠給多種蛋白質(zhì)貼上“磷酸基—死亡之吻”的標(biāo)簽，而且在一系列復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)中，研究者證實(shí)了這種假設(shè)。博士后研究者Debora Broch Trentini說(shuō)道，當(dāng)磷酸*同ClpCP蛋白酶有強(qiáng)烈的親和力時(shí)，我認(rèn)為我們已經(jīng)走上了正確的軌道，被磷酸*標(biāo)記的蛋白或許能夠被ClpCP蛋白酶直接捕獲并且剁成碎片。

隨著新發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在革蘭氏陽(yáng)性菌中具有廣泛的保守性，研究人員也通過(guò)研究解釋并且鑒別了McsB和ClpCP能夠作為毒力因子存在，為了進(jìn)行感染，細(xì)菌就必須克服宿主機(jī)體中所遭遇的壓力，隨后細(xì)菌細(xì)胞就會(huì)依賴(lài)壓力損傷蛋白質(zhì)的有效降解來(lái)清除細(xì)胞垃圾繼續(xù)生存，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)為深入闡明細(xì)菌介導(dǎo)疾病的發(fā)生機(jī)體以及新型療法的開(kāi)發(fā)提供了新的思路和研究線索。