细胞废物清除因细胞类型而异
“微型粉碎机”在每个电池中工作，拆卸和回收有缺陷或不再需要的电池组件。波恩大学的一项研究现在表明，这些粉碎机的确切结构因细胞类型而异。例如，癌细胞有一种特殊的变体，可以特别有效地为它们提供能量代谢的基础材料。结果提前在线公布。最终版本现已发表在《分子与细胞蛋白质组学》杂志上。
溶酶体是细胞废物处理系统的核心部分。这些微小的气泡被一层类似脂肪的膜包围，其功能就像一个微型回收工厂：它们将有缺陷的细胞成分、有害分子或不再需要的蛋白质分解成各自的部分。然后他们再次将这些提供给细胞。“这个过程非常重要，”波恩大学医院生物化学和分子生物学研究所的 Dominic Winter 博士强调说。“如果它不能正常工作，就会导致阿尔茨海默氏症或帕金森氏症等疾病。”
溶酶体具有非常复杂的结构。现在已知有数百种蛋白质在其功能中发挥作用。甚至可能更多：当溶酶体从细胞中分离出来并用特殊设备分析它们的组成时，研究人员通常会发现 5,000 多种不同的细胞蛋白质。“然而，不可能说它们中有多少实际上对溶酶体的工作很重要，”温特说。“它们也可以是正在分解过程中的分子。其他分子可能从外部附着在它们的膜上，没有执行任何任务。而且在分离溶酶体时通常也会有很多不需要的副产物。”
发现了 100 种新的潜在溶酶体蛋白
研究人员已经开发出一种方法，使他们能够识别大部分这些未参与的分子。在通常使用传统方法发现的 5,000 种蛋白质中，剩下大约 1,000 种。“我们对六种非常不同的细胞类型执行了这一步骤，例如，包括肝细胞和癌细胞，”研究人员解释说。“这 1,000 种蛋白质中有数百种存在于几乎所有的溶酶体中——无论它们来自哪个组织。除了已知的蛋白质外，这些蛋白质还包括大约 100 种新的溶酶体蛋白质。我们相信它们很可能也在溶酶体中发挥重要作用纳米粉碎机的功能。”
不同细胞类型的不同之处在于这些蛋白质中每一种的存在量。“例如，肝细胞的溶酶体充满了降解酶，”温特说，他也是波恩大学“生命与健康”跨学科研究领域的成员。“这是有道理的——肝脏的一个重要功能是分解不同的分子。相比之下，在我们研究的癌细胞中，溶酶体含有大量转运蛋白。”
肿瘤的生长需要大量能量;同时，他们的血液供应往往很差。因此，它们“消化”了周围的组织，并利用分解产物来获取能量。消化发生在溶酶体中，然后溶酶体必须将分解的分子运回细胞 - 因此有许多转运蛋白。这意味着这些纳米粉碎机根据它们所在组织的要求而有所不同。“在我们研究的六种细胞类型中的每一种中，溶酶体都具有非常特殊的蛋白质组成，”温特指出。“据我所知，我们是第一个能够证明这一点的研究小组。”
蛋白质指纹为疾病机制提供线索
一方面，这些结果对于基础研究来说特别有趣。另一方面，它们也为溶酶体在某些疾病中的作用提供了新的思路。全世界有超过 1,600 项关于各种疾病的研究表明溶酶体蛋白参与其中。例如，一段时间以来人们都知道非常特殊的神经细胞的溶酶体在帕金森病中发生了改变。“我们现在可以获取这些溶酶体的一种蛋白质指纹，并将其与健康个体的蛋白质指纹进行比较，”温特解释说。“这可以为受影响个体的细胞粉碎机功能如何改变以及为什么会导致神经系统问题提供线索。” 从长远来看，这也可能有助于找到新的药物治疗方法。
虽然这项研究是在波恩大学医院进行的，但它最终也是一个跨国项目：三位主要作者来自三个不同的国家——DAAD 奖学金获得者来自孟加拉国的 Fatema Akter 博士、她的同事来自印度的 Srigayatri Ponnaiyan 和博士生 Sara来自意大利的博尼尼。
参与机构及资助：
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！