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细胞中的侦探工作 科学家发现一种新的RNA修饰酶

维也纳医科大学和维也纳大学的合资企业Max Perutz Labs的Javier Martinez领导的科学家首次在人类细胞中发现了RNA分子末端的独特化学反应。该反应以前仅在细菌和病毒中观察到。在数千种蛋白质中追踪其来源时,他们发现意外的罪魁祸首(一种叫做ANGEL2的酶)执行了该反应。ANGEL2可能在调节对细胞应激的反应中可能起关键作用,并可能在神经退行性疾病和代谢性疾病的发病机理中起关键作用。该研究发表在《科学》杂志上。

核糖核酸(RNA)是一种具有多种功能的生物分子。其中,RNA可以传递脱氧核糖核酸(DNA)中包含的遗传信息,以转化为蛋白质,成为细胞的主力。RNA由称为核苷酸的构件链组成。核苷酸还包含糖基,RNA链最后一个糖的化学修饰对于多种细胞过程至关重要。最初,哈维尔·马丁内斯(Javier Martinez)的实验室研究了如何产生其中一种修饰,即末端环状磷酸酯基团。后来,他们发现了人类细胞中的一种反应,可以消除这种修饰。迄今为止,负责该反应的酶一直是谜。

通过使用蛋白质纯化技术,Max Perutz实验室的科学家开始追踪这种神秘酶的踪迹。博士说:“逐步地,我们从数千种蛋白质的复杂“汤”中滤出了候选酶,从而降低了其去除环状磷酸盐的能力。” 学生和第一作者Paola Hentges Pinto。最后,她与合著者斯特凡·韦茨(Stefan Weitzer)共同确定了ANGEL2是广受欢迎的酶。

ANGEL2属于称为腺苷酸酶的酶家族,可在RNA末端发生根本不同的反应。烯基腺苷酸酶去除在信使RNA(一类特定的RNA)末端发现的一串腺苷。去除这种特定类型的核苷酸导致mRNA的降解。通过与苏黎世大学的Mar-tin Jinek和Alena Kroupova合作进行结构分析,科学家可以揭示ANGEL2的反应机理,并解释为什么它能去除环状磷酸酯而不是消除腺苷。

改变细胞中ANGEL2的水平提供了有关其生物学功能的重要线索。ANGEL2的出现涉及一种应激反应,称为未折叠蛋白应答(UPR)。为了使蛋白质发挥其功能,必须正确折叠氨基酸链。当错误折叠,无功能的蛋白质由于细胞干扰而积聚时,会触发UPR。普遍定期审议寻求纠正蛋白质折叠缺陷并恢复细胞的正常功能。研究人员总结说:“我们最终可以证明ANGEL2调节了UPR,这是一个重要发现,因为UPR的扰动与神经退行性疾病和代谢性疾病有关。” 该发现为与UPR相关的疾病的潜在治疗应用提供了基础。

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