肌動蛋白是細胞中zui豐富，zui重要的蛋白質(zhì)之一的微小化學修飾，長期以來一直有些神秘，其功能尚不完全清楚，但賓夕法尼亞大學佩雷??爾曼醫(yī)學院的科學家現(xiàn)在朝著邁出了一大步消除神秘感。

科學家們在《科學進展》中報道了肌動蛋白翻譯后修飾的發(fā)現(xiàn)，他們相信他們的發(fā)現(xiàn)為生命的構(gòu)建提供了啟示-類似于了解恒星是如何誕生或形成黑洞的。這些基本信息可以潛在地指導對各種疾病的研究，包括肌動蛋白缺陷或衰竭引起的肌肉無力和免疫缺陷綜合癥。

這項研究表明肌動蛋白是如何被修飾的，并且應該加速對肌動蛋白如何在細胞中起作用和被調(diào)節(jié)的進一步研究。研究人員使用X射線晶體學和其他先jin技術(shù)揭示了肌動蛋白的原子級結(jié)構(gòu)，因為肌動蛋白的鏈開始時被稱為乙?；脑哟馗街陂g被伴侶酶修飾。形成蛋白質(zhì)的氨基酸。這種修飾稱為N末端乙酰化，可以在大多數(shù)人類蛋白質(zhì)上發(fā)生，并被認為具有重要的生物學功能。但是，就肌動蛋白而言，這些功能尚不完全清楚。

該發(fā)現(xiàn)還闡明了N末端乙?；囊话闵飳W。實際上，這是次確定以這種方式修飾的任何蛋白質(zhì)的原子級結(jié)構(gòu)。

這項研究的作者，賓夕法尼亞大學威廉·毛爾·梅塞(William Maul Measey)生理學總統(tǒng)教授羅伯托·多明格斯(Roberto Dominguez)博士說：“這些基本發(fā)現(xiàn)擴展了我們對肌動蛋白如何起作用以及N末端乙?；绾纹鹱饔玫睦斫狻！?br />
肌動蛋白的重要性在于以下事實：在哺乳動物細胞中，肌動蛋白是細胞質(zhì)中zui豐富的蛋白質(zhì)，即細胞核外的空間。zui的是形成稱為細絲的電纜狀結(jié)構(gòu)，它構(gòu)成了細胞的大部分支持“骨架”，并且在細胞分裂和細胞在組織中移動的能力中也起著關(guān)鍵作用。

N末端乙酰化作用可能發(fā)生在肌動蛋白上，就像80%以上的人類蛋白質(zhì)一樣，似乎可以幫助調(diào)節(jié)肌動蛋白形成細絲的能力。但是，這種修飾的確切功能從未明確，科學家-由多明格斯(Dominguez)領(lǐng)導的團隊和由挪威托馬斯·阿內(nèi)森(Thomas Arnesen)博士領(lǐng)導的挪威卑爾根大學(University of Bergen)的合作者團隊-發(fā)現(xiàn)了催化肌動蛋白N-的酶。僅在2018年發(fā)生末端乙?；?br />
該酶NAA80是對人蛋白質(zhì)進行N末端乙?；?種酶之一，但它很特殊，因為它僅對肌動蛋白起作用。在這項新研究中，Dominguez和Arnesen及其同事通過探索NAA80如何選擇性地作用于細胞中數(shù)千種其他蛋白質(zhì)中的肌動蛋白來跟蹤他們對NAA80的發(fā)現(xiàn)。

他們的主要發(fā)現(xiàn)之一是，當?shù)鞍踪|(zhì)組裝成細絲時，NAA80不能識別肌動蛋白并使之乙?；?。當它以一個稱為單體的獨li分子存在時，它會乙?；拥鞍住Ｈ欢?，當肌動蛋白與另一種稱為肌動蛋白的蛋白結(jié)合時，zui有效的N端乙?；饔冒l(fā)生了變化。肌動蛋白是肌動蛋白的已知伴侶，與肌動蛋白絲的形成密切相關(guān)，并且像肌動蛋白一樣，在細胞中也非常豐富。

多明格斯說：“令我們驚訝的是，發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)，NAA80，似乎已經(jīng)進化為識別的不是肌動蛋白，而是識別肌動蛋白-肌動蛋白復合物?！薄八砻?，profilin具有“伴侶”的作用，可以使肌動蛋白在長絲形成之前被N末端乙?；?br />
該團隊使用X射線晶體學來構(gòu)建這種三向肌動蛋白-profilin-NAA80復合物的原子級圖像。這是科學家第1次能夠通過將乙?；砑拥搅硪环N蛋白質(zhì)中來解決N-乙?；D(zhuǎn)移酶的原子結(jié)構(gòu)。

這項成就揭示了NAA80的特殊結(jié)構(gòu)如何使其能夠特異性識別并乙?；思毎屑拥鞍椎乃辛鶄€變體或“同工型”-即使這些肌動蛋白變體在蛋白質(zhì)上的不同位點也是NAA80的位點乙?；?。

多明格斯說：“我們在這項研究中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和功能特征也解釋了NAA80如何僅對肌動蛋白而不對其他蛋白質(zhì)進行N末端乙?；！?br />
這項研究代表了細胞生物學的一項基本進展，但總的來說，隨著科學家對細胞中肌動蛋白功能和動力學的geng詳盡了解，他們將geng好地了解許多破壞這些功能和動力學的疾病。這些包括轉(zhuǎn)移過程中的肌肉和心臟功能，組織發(fā)育以及眾多病原體和癌細胞的運動