西亞試劑：蛋白酶體ATPase蛋白功能性研究

近日，美國(guó)加州大學(xué)的Philip Coffino等人研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酶體ATPase蛋白不同的同源亞型具有自己獨(dú)特的功能。相關(guān)論文發(fā)表在4月5日的The Journal of Biological Chemistry。

蛋白酶體(proteasomes) 是在真核生物和古菌中普遍存在的，在一些原核生物中也存在的一種巨型蛋白質(zhì)復(fù)合物。在真核生物中，蛋白酶體位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。主要作用是降解細(xì)胞不需要的或受到損傷的蛋白質(zhì)。

依賴(lài)蛋白酶體的降解過(guò)程包括蛋白底物的移位及去折疊。六種不同的但同源的蛋白酶體ATPase蛋白R(shí)pt1~6，形成了一個(gè)作用于底物的異六聚環(huán)。這個(gè)軸向定位的環(huán)(Ar-Phi loop)的運(yùn)動(dòng)與ATP水解作用一致，吸引底物并推動(dòng)它進(jìn)入蛋白水解空腔。

在釀酒酵母中，存在的六種Rpts的Ar-Phi環(huán)上的芳香族殘基都是絡(luò)氨酸，這種氨基酸被認(rèn)為具有與底物有關(guān)的重要功能。為此，研究人員構(gòu)造了六種新的菌株，這些菌株中，Ar-Phi環(huán)上的Tyr均突變?yōu)锳la（丙氨酸）。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，突變菌株能夠存活但是具有不同的表型。rpt3、rpt4及rpt5的Tyr/Ala突變體聚集在ATPase六聚體的一側(cè)，這是降解功能受損的表型。

與此相反，rpt1、rpt2及rpt6的突變體在降解能力上等同或者超過(guò)了野生型。然而，在泛素蛋白酶體系統(tǒng)面臨壓力的條件下，rpt1及rpt6突變體也有一些缺陷，比如限制了細(xì)胞生長(zhǎng)以及生存的能力。

出乎意料的是，rpt3突變體反而能夠生長(zhǎng)得更快但是更小，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它有一個(gè)與G1細(xì)胞周期蛋白的錯(cuò)誤調(diào)節(jié)有關(guān)的缺陷。因此，這種rpt3表型可能來(lái)源于細(xì)胞周期調(diào)控蛋白降解作用的改變。

實(shí)驗(yàn)表明，5種Rpt亞型的突變，能偶增強(qiáng)蛋白酶體ATPase的活性，這意味著Ar-Phi環(huán)與ATP水解作用位點(diǎn)能夠雙相耦合。

這個(gè)結(jié)果闡明了不同的Rpt蛋白所具有的不同的特殊功能，對(duì)認(rèn)識(shí)體內(nèi)獨(dú)特的蛋白酶體ATPases提供了一個(gè)新的視角。（