Forscher finden neue Art von Protein- Aktion, die Entwicklung reguliert

Johns Hopkins Forscher berichten sie herausgefunden haben , wie die passenden Namen Protein Botch blockiert die Signalprotein namens Notch, die für die Regulierung der Entwicklung hilft . In einem Bericht über die Entdeckung , online in der Fachzeitschrift Cell Reports , sagen die Wissenschaftler sie erwarten, dass die Arbeit zu einem besseren Verständnis davon, wie ein einzelnes Protein , Notch, lenkt Aktionen für die gesunde Entwicklung von Organen so vielfältig wie Hirn und Nieren notwendig führen .

Die Johns Hopkins -Team sagt, dass ihre Experimente zeigen, dass Botch verwendet eine nie zuvor gesehene Mechanismus ersetzt eine chemische Gruppe mit einer anderen , die physisch blockiert die Wirkung eines anderen Enzyms . "Wir wussten, dass Botch geregelt Notch, und jetzt wissen wir es seinen eigenen Roman Weg, um den Job zu erledigen hat ", sagt Valina Dawson, Ph.D., Professor für Neurowissenschaften in der Johns Hopkins University School of Medicine Institut für Zelltechniken , der die Studie leitete . " Überraschend ist, dass Botch nicht von den üblichen Toolkit enzymatischer Mechanismen zu ziehen. "

Notch ist in der Tat, eine Familie von vier Proteine ​​mit fast identischen Eigenschaften und Wirkungen in Mäusen und Menschen . Die Proteine ​​, Dawson sagt , Verweilzeit in der Membran umgebenden Zellen , in denen sie wirken als Rezeptoren auf spezifische Signale außerhalb der Zellen durch eine Kettenreaktionvon Signalen im Inneren. "Es gibt eine kurze Liste der Dinge Notch hat , davon ab, Stammzellen in verschiedenen Organen zu helfen produzieren roten Blutkörperchen zu entwickeln ", sagt Dawson . " Die große Frage ist , wie eine scheinbar einfache Signalsystem könnte eine solche unterschiedliche Auswirkungen haben . "

Das Forscherteam um Dawson und ihr Mann und Mitarbeiter , Ted Dawson, MD, Ph.D., führte entdeckt Botch bei der Suche nach Proteinen , die das Gehirn vor Verletzungen schützen können. Da es eine neu gefundene Protein war , suchten sie nach Antworten darauf, wie Botch Funktionen von der Suche nach anderen Proteinen , mit denen sie interagieren könnte , und das führte zu der Entdeckung Notch .


Gehirnzellen wurden entwickelt, um grün fluoreszierend Botch Protein in der Entwicklung der Maus Cortex zu produzieren. Kerne von Zellen sind in blau.
Bildnachweis: Zhikai Chi

Nach Notch ergibt sich aus einer Proteinproduktionszentrender Zelle , haben mehrere Dinge passieren , bevor sie gehen, um in der Zellmembran zu arbeiten. Eines davon ist die Zugabe der chemischen Gruppe Glycin zu einem bestimmten Teil des Proteins. Danach das Enzym Furin schneidet Notch in der Nähe der Glycin-Stelle . Botch entfernt das Glycin aus der Stelle, an der Furin- Schnitte. Noch überraschender ist , Valina Dawson sagt , Botch ersetzt dann die Glycin mit einer anderen chemischen Gruppe, die Blöcke Furin davon abzuhalten, zu der Schnitt Website . "Die Forscher sind es gewohnt, Enzyme verändern Funktion anderer Proteine ​​" durch gemeinsame Mechanismen , wie Addieren oder Subtrahieren einer Phosphatgruppe verwendet ", sagt Dawson . "Aber Botch verwendet eine Taktik , dass niemand berichtete, dass er vor : . Es lops aus Glycin und fügt eine chemische Struktur namens 5 -Oxy- Prolin "

Nun, da die Wissenschaftler wissen, worauf zu achten ist , werden sie wahrscheinlich in der Lage, andere Enzyme, die den gleichen Trick , sagt Dawson verwenden zu identifizieren und Botch selbst kann sich als andere Zielproteine ​​haben. Zu wissen, wie Botch arbeitet Notch trägt zum Verständnis der Biochemie der Entwicklung der Wissenschaftler . Es können auch Auswirkungen für die Behandlung einiger Leukämien , die eine Mutation im Bereich der Kerbe in der Nähe des Botch gezielte Glycin verbunden worden sind , fügt Dawson .