研究人员发现囊性纤维化蛋白的新活性

甚至经过深入研究的蛋白质也可以显示出惊人的效果。爱荷华大学的科学家发现了一种用于囊性纤维化跨膜电导调节剂(CFTR)的新酶活性。 CFTR是一种在囊性纤维化中有缺陷的蛋白质,囊性纤维化是一种常见的威胁生命的遗传疾病,主要影响年轻人的肺和胰腺。这一发现有助于解决有关这一重要蛋白质如何运作的长期难题。 来自 爱荷华大学 :UI研究人员发现囊性纤维化蛋白的新活性

甚至经过深入研究的蛋白质也可以显示出惊人的效果。爱荷华大学的科学家发现了一种用于囊性纤维化跨膜电导调节剂(CFTR)的新酶活性。 CFTR是一种在囊性纤维化中有缺陷的蛋白质,囊性纤维化是一种常见的威胁生命的遗传疾病,主要影响年轻人的肺和胰腺。这项发现发表在2003年12月26日的《细胞》杂志上,有助于解决有关这一重要蛋白质如何运作的长期难题。

CFTR在气道细胞膜上形成通道或孔。当通道打开时,氯化钠从膜的一侧流到另一侧。多年以来已知,CFTR通道打开需要一个称为ATP的分子,而CFTR具有一种称为ATPase的酶活性,该酶使用ATP。 ATP是细胞的能量货币,ATPase反应会消耗ATP的能量来增强酶的活性。由于氯化物被动地流过CFTR通道,因此长期以来令人困惑的是CFTR的开放将需要大量的ATP能量。而且,不需要来自ATP的能量来为任何其他离子通道提供燃料。

UI研究现在表明CFTR可以用作腺苷酸激酶。像ATPase一样,腺苷酸激酶反应也使用ATP。但是,与ATP酶不同,腺苷酸激酶还使用一种称为AMP的相关分子。重要的是,腺苷酸激酶既不消耗也不产生能量,但是它控制通道的开放。研究还表明,在正常细胞中,打开CFTR通道的是这种酶的活性,而不是ATPase。

“我们认为,在存在AMP的正常生理环境中,CFTR会充当腺苷酸激酶,”UI内科UI博士后研究员,该研究的主要作者Christoph 兰达克博士说。“因此,CFTR通道可以在不消耗大量能量的情况下运行。”

UI研究可能还具有CFTR以外的广泛含义。 CFTR是ABC转运蛋白家族的成员,ABC转运蛋白家族是使分子跨膜移动的最大蛋白质组。这些蛋白质以各种生命形式存在,并且它们会在膜之间转移非常多种多样的分子。

ABC转运蛋白与许多遗传疾病有关,它们是治疗的重要靶标。因此,研究其他ABC转运蛋白是否也是腺苷酸激酶现在变得很重要。如果是的话,腺苷酸激酶活性可以提供一种新颖的方式来调节其作用。

“ABC转运蛋白含有非常保守的‘engine’控制运输,” 兰达克 said. “我们的研究表明,至少在CFTR中,‘engine’可以通过使用能量的ATPase或能量中性的腺苷酸激酶运行。”

兰达克’该研究的合著者是医学博士Michael J. Welsh,霍华德休斯医学研究所(HHMI)的研究人员以及UI内科,生理学和生物物理学系生物医学研究的Roy J. Carver主席。



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