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Science:揭示細(xì)胞凋亡的嚴(yán)格調(diào)控對(duì)于預(yù)防癌癥和神經(jīng)變性發(fā)生的重要性

來源:生物谷原創(chuàng) 2023-02-27 16:13

來自美國(guó)達(dá)納法伯癌癥研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究利用低溫電鏡技術(shù)首次揭示了蛋白質(zhì)BIRC6(一種IAP)如何在分子水平上發(fā)揮作用來抑制程序性細(xì)胞死亡。

在動(dòng)物機(jī)體中,一種稱之為細(xì)胞凋亡的程序性細(xì)胞死亡過程能確保細(xì)胞在應(yīng)該死亡的時(shí)候發(fā)生死亡,而細(xì)胞凋亡蛋白抑制因子(IAPs,inhibitor of apoptosis proteins)所控制的對(duì)立力量則能抵御防止細(xì)胞過度死亡,這些相互競(jìng)爭(zhēng)的細(xì)胞程序或能幫助維持不受控制的細(xì)胞生長(zhǎng)(比如癌癥)和過度細(xì)胞死亡(比如在退行性疾病中所觀察到的)之間的平衡。

近日,一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Science上題為“Structures of BIRC6-client complexes provide a mechanism of Smac-mediated release of caspases”的研究報(bào)告中,來自美國(guó)達(dá)納法伯癌癥研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究利用低溫電鏡技術(shù)首次揭示了蛋白質(zhì)BIRC6(一種IAP)如何在分子水平上發(fā)揮作用來抑制程序性細(xì)胞死亡,結(jié)果發(fā)現(xiàn),BIRC6能發(fā)生配對(duì)形成一種碗狀結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)的中心就是能捕捉caspase的受體,從而就會(huì)導(dǎo)致caspase的降解并能預(yù)防其進(jìn)一步誘發(fā)細(xì)胞死亡過程。

圖片來源:https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade5750

這種抗細(xì)胞凋亡的活性能被一種名為Smac的特殊蛋白所阻止,Smac能結(jié)合碗狀結(jié)構(gòu)中的受體,當(dāng)caspases和Smac同時(shí)存在時(shí),細(xì)胞死亡和細(xì)胞保存的力量之間的拉鋸戰(zhàn)就會(huì)隨之而展開。如果Smac獲勝并能與BIRC6復(fù)合體結(jié)合的話caspase就能自由地誘發(fā)細(xì)胞凋亡過程,此外,Smac能緊密、不可逆且持久地與BIRC6進(jìn)行結(jié)合,因此其就能有效關(guān)閉BIRC6的任何抗細(xì)胞凋亡活性。

諸如BIRC6等IAPs一直是開發(fā)新型癌癥藥物非常有吸引力的靶點(diǎn),因?yàn)樵诎┌Y存在的情況下對(duì)其進(jìn)行關(guān)閉或能促進(jìn)癌細(xì)胞的死亡,藥物開發(fā)者如今已經(jīng)開發(fā)了幾代能模擬Smac蛋白的藥物,但其在臨床試驗(yàn)中對(duì)患者表現(xiàn)出的益處非常有限,這項(xiàng)最新研究中,研究人員通過研究或許有望通過揭示直接靶向作用BIRC6的途徑來開發(fā)出更有效的Smac模擬藥物。

綜上,本文研究結(jié)果表明,研究人員為BIRC6介導(dǎo)的caspase抑制及被Smac釋放的過程提供了一種分子解釋,BIRC6的架構(gòu)以及與Smac近乎不可逆地結(jié)合或許就有望幫助闡明IAP抑制劑Smac如何有效控制進(jìn)行性的泛素連接酶從而對(duì)細(xì)胞凋亡的刺激產(chǎn)生一定的反應(yīng)。(生物谷Bioon.com)

原始出處:

MORITZ HUNKELER,CYRUS Y. JIN,AND ERIC S. FISCHER. Structures of BIRC6-client complexes provide a mechanism of Smac-mediated release of caspases, Science (2023). DOI: 10.1126/science.ade5750


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