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内质网中多次跨膜蛋白结构生成途径的新发现

找药助理
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关键词: #健康资讯

在人类细胞内的内质网膜上有大约5000种膜蛋白被合成,超过50%为多次跨膜蛋白。多次跨膜蛋白在细胞中扮演着离子通道、转运蛋白、受体蛋白、跨膜酶等重要角色。这些功能主要取决于跨膜结构域中的极性和带电氨基酸,而这些氨基酸侧链通常具有排斥脂质的性质,使得跨膜螺旋(TMH)的疏水性较低。统计数据显示,人类蛋白质组中约30%的膜蛋白和超过50%的多次跨膜蛋白包含至少一个极低疏水性的TMH(pTMH)。在多次跨膜蛋白的成熟结构中,pTMH通常被周围的TMH所保护,以避免直接接触磷脂双分子层的膜结构。然而,这些pTMH通常难以被转位子直接识别和插入。如何识别这些pTMH并克服磷脂环境的疏水性,将其包装进成熟的多次跨膜结构,这仍是一个相关领域尚未完全理解的科学问题。

最近,在上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心,张在荣团队在《分子细胞》期刊上发表了一篇题为《AnATP13A1辅助的多跨膜蛋白折叠途径》的研究论文,揭示了由pTMH引导的多次跨膜蛋白结构生成途径。新合成的pTMH不会立即插入内质网膜,而是通过移位子通道进入水溶性内质网腔,导致后续的TMHs以与最终结构相反的方向错误插入内质网膜。在合成完成后,P5-ATPaseATP13A1可以识别和矫正这些“错误”中间体结构,使停留在内质网腔中的pTMH能够被识别,被整合和折叠到几乎成熟的结构中,最终获得成熟的构象。

利用六次穿透细胞膜的ABC类转运蛋白ABCG2和人类细胞完成实验研究后,科研人员发现,ABCG2中新生的pTMH2能够穿越转位子直接到达内质网腔,导致下游TMHs错误地整合到膜中,形成中间体构型。在ABCG2的羧基端的双赖氨酸翻译结束后,其构型经历了近乎全局的拓扑重排。进一步研究表明,ATP13A1能够察觉这种双赖氨酸的正电信号,当这些双赖氨酸突变为负电或电中性氨基酸时,ATP13A1与ABCG2突变体的相互作用明显减弱。敲除ATP13A1会导致细胞内大量折叠中间体构型的ABCG2积累。ATP13A1在多次穿膜蛋白的拓扑结构成熟中发挥作用,促使ABCG2中的反向插入TMH6从磷脂双分子层中解离。细胞质中暴露的TMH6会以正确的方向重新插入内质网膜,推动上游TMHs在翻译后进行拓扑重排。

TMHs被错误定向后重新排列后,这种不成熟的中间体可能发生二聚化,形成四级结构,这可能有助于促进之后的pTMH2与其他跨膜螺旋的组装,使得pTMH2能够整合到膜层中,形成被其他TMHs所包围的最终结构。该研究揭示了关键的功能路径,即pTMH的拓扑生成途径是与脂质互斥的,表明pTMH可引导膜蛋白在翻译后进行拓扑结构的重排,从而避免pTMH在折叠时暴露在疏水磷脂环境中。

该研究项目得到了国家自然科学基金委员会、中国科学院以及上海市科技委员会的资助。

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胃食管反流性疾病的预防及影响因素有哪些
胃食管反流性疾病的预防及影响因素有哪些
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#预防

2024-11-15

风寒感冒该如何预防
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#预防

2024-11-15

该如何避免中粒细胞减少症的发生
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#预防

2024-11-15

动脉粥样硬化该如何预防
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动脉粥样硬化是一种常见的心血管疾病,它主要是由于血管内脂质沉积、纤维组织增生、钙盐沉积等引起的一种慢性进行性疾病。动脉粥样硬化的发生会增加患者心血管疾病的风险,因此预防动脉粥样硬化显得尤为重要。下面就让我们从日常生活细节入手,探讨如何有效预防动脉粥样硬化。 合理饮食 饮食对动脉粥样硬化的发生有着至关重要的影响。我们应该控制脂肪和胆固醇的摄入,减少高胆固醇食物的摄入,多吃水果、蔬菜、全谷类等富含纤维的食物。避免摄取过多的高糖高脂食品,多食用富含不饱和脂肪酸的食物,如鱼类、坚果等。 积极运动 适量的运动可以改善心血管系统功能,促进血液循环,降低血压,改善血脂代谢。建议每周进行至少150分钟的中等强度有氧运动,如快走、慢跑、游泳等,以及适量的力量训练。 控制体重 肥胖是导致动脉粥样硬化的危险因素之一。保持适当的体重对于降低动脉粥样硬化的发生风险至关重要。合理饮食和均衡营养搭配是控制体重的关键。 戒烟限酒 吸烟会导致血管内皮细胞受损,加速动脉粥样硬化的发展。戒烟是预防动脉粥样硬化的首要措施之一。同时,过量饮酒也会增加心血管疾病的风险,因此限制饮酒也是必要的。 定期体检 定期进行体检可以早期发现动脉粥样硬化的风险因素,及时干预,并调整生活方式,有助于减少疾病的发生。除了生活方式的改变外,医生可能还会根据个人情况制定药物治疗方案。 动脉粥样硬化是一种潜伏性较强的疾病,但它是可以通过我们的生活方式和饮食习惯来有所抑制和预防的。通过均衡的饮食、适量的运动、控制体重、戒烟限酒等方法,我们可以从日常生活中做起,有效预防动脉粥样硬化的发生,保持心血管系统的健康。希望每个人都能意识到这一点,并为自己的健康负责,远离动脉粥样硬化的风险。

#预防

2024-11-15

得了胃胀气要注意什么
得了胃胀气要注意什么
得了胃胀气是我们常见的一种不适症状,可能出现在日常生活中的任何时候。胀气不仅会引起不适感,还会影响我们的情绪和日常活动。因此,当我们感到胀气时,需要注意一些事项来缓解这种症状,保持健康的胃肠系统。 首先,要注意饮食习惯。胀气的主要原因之一就是饮食不当。为了减少胀气的发生,我们需要注意饮食的清淡和多样化。尽量避免食用高脂肪、高糖分和高盐分的食物,因为这些食物容易引起胃肠不适。此外,少食多餐也是一个明智的选择,可以帮助分散胃部的压力,减少胀气的发生。 其次,要养成良好的饮食习惯。进食时要细嚼慢咽,避免大口吞咽,以免吞入过多的空气引起胀气。同时,尽量避免饮食过快或者用吸管喝水,这样也容易引入大量的空气到胃部,增加胀气的风险。 此外,注意饮食的温度。避免食用过烫或者过冷的食物和饮料,因为这些温度极端的食物刺激胃肠道,容易导致胀气发生。适度的温和温热的食物有助于保持胃肠道的舒适状态。 在日常生活中,适量运动也是缓解胀气的有效方式。适当的运动可以促进胃肠蠕动,帮助消化食物,减少胀气的发生。例如,散步、瑜伽、慢跑等有助于促进消化和舒缓胀气症状。 最后,如果胀气持续严重,应及时就医。胀气可能是其他疾病的症状,如胃溃疡、胃炎等。在医生的指导下,进行相关检查和治疗,以确定胀气的具体原因,并获得专业的治疗建议。 总的来说,预防和缓解胀气需要我们从饮食习惯、饮食方式、饮食温度和运动等多方面入手。保持规律的生活作息,注重身体的调养和保养,对于缓解胀气症状,改善胃肠健康都具有积极的作用。希望大家能够通过调整生活方式,减少胀气带来的不适,保持健康愉快的生活状态。

#饮食

2024-11-15

健康问答

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