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Posted in | Nanomedicine | Nanoanalysis

버클리 실험실 연구원은 반지 모양 단백질 모터의 원자 수준 활동을 폭로합니다

Published on November 19, 2009 at 6:52 PM

반지 모양 단백질 모터의 현저한 종류의 원자 수준 활동은 로오렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 실험실)를 가진 연구원에 의해 향상된 광원에 최신식 단백질 결정학 beamline를 사용하여 폭로되었습니다 (ALS). 이 단백질 모터는 유전자 발현과 복제에 있는 중요한 역할을 하고, 모든 생물학 세포의 생존, 뿐 아니라 전염 물질에 생명 자궁 경관암에 연결된 인간적인 papillomavirus와 같은 입니다.

(남겨두는) 제임스 Berger와 Nathan Thomsen는 버클리 실험실의 진행한 광원에 Beamline 8.3.1의 단백질 결정학 기능을 사용하여 Rho 녹음방송 종료 요인이라고 칭한 중요한 단백질 모터의 구조물을 해결했습니다. (Roy Kaltschmidt 의 버클리 실험실 Pubilc 사변의 사진)

버클리 실험실의 분자 및 세포 생물학의 버클리 부 물리적인 Biosciences 부를 가진 합동 약속을 그리고 가주 대학 보전되는 제임스 Berger, 생화학자 및 구조상 생물학자, 및 Nathan Thomsen 의 그의 연구 단체에 있는 대학원 학생은, Rho 녹음방송 종료 요인으로 알려져 있는 효소의 중요한 활동 shapshot를 붙잡았습니다. 박테리아에서는, Rho 모터 단백질은 메신저 RNA의 특이 부위에 묶고 사슬에 따라서 선택적으로 게놈에 따라서 분리된 점에 녹음방송을 종결하기 위하여 장소를 옭깁니다.

"우리는 추진기 비행기의 특정 종류에 찾아낸 모터 훨씬 대장균 Rho 녹음방송 종료 요인이 회전하는 엔진 같이 작용한다는 것을, 보여주었습니다," Berger를 말합니다. "ATP 뉴클레오티드에 있는 화학 에너지에 의해 연료가 공급되는 모터 회전급강하가 그것을 통해, 그것 RNA 물가를 인 실내, Rho를 RNA에 따라서 걷는 가능하게 하는 활동 사슬로 매는 당기는 때. 흥미롭게, 모터의 회전하는 점화 순서는 Rho 단백질이 RNA 사슬에 따라서 단지 1개의 방향에서." 걸을 수 있다 그래야 치우칩니다

Berger와 Thomsen는 서류상 보고의 공동 저자 결과 전표 세포에서 간행된 이 연구입니다. 서류는 표제가 붙습니다: "리버스에서 달리기: hexameric helicases에 있는 전좌 극성을 위한 구조상 기초."

Rho 요인은입니다 효소 - 6개의 독립적인 소단위 또는 "실린더로 위로 만든 반지 모양 단백질의 hexameric helicase superfamily의 일원." Hexameric helicases는 모든 유기체에서 있고 세포의 주위에 DNA와 RNA 물가를 풀고에서 관련시킵니다. hexameric helicase 효소의 2개의 subfamilies가 있습니다: AAA+와 RecA. Rho는 박테리아에서 일반적인 RecA 가족에 속합니다. AAA+ 모터는 진핵생물, 인간을 포함하여, 뿐 아니라 papillomavirus와 같은 몇몇 인간적인 병원체에서 우세하게 있습니다. 이 모터는 반대 방향에 있는 핵산 대위에 따라서 기동전개에서 일반적인 조상에게서 멀리 후에 강하되고, 그러나 명백한 속성을, 가장 주목할 만하게 걷습니다 비치하고 있습니다. 과학자는 왜 이 모터의 치우치는 운동이 다른지 알고 싶었습니다, Berger 설명합니다 가지고 있습니다.

"효소는 어떻게 작동하고, 아마 결국 일 높은 쪽으로 고무를 바르고 그것의 일을 하기에서 모터를 중단하는 치료 약을 개발하는지 이해하고 싶은 경우에, 말합니다," 그를 모터는 보이는 무엇과 같이 아는 것을 돕습니다. "우리는 그것의 핵산 대위 둘 다에 바운스된 전좌 국가에 있는 hexamer helicase의 RecA 종류의 결정 구조를 결정하는 첫번째 단 및 ATP입니다. 그렇게 하므로써, 우리는 RNA 사슬에 따라서 추적의 현장에서 우연하게 붙잡았습니다 모터를."

Berger와 Thomsen는 ALS Beamline 8.3.1의 단백질 결정학 기능을 사용하여 이 Rho 단백질 모터의 구조물을 해결했습니다. ALS는 전자를 거의 2십억개의 전자볼트 (GeV)의 에너지에 가속하고 갈무리 고리의 주위에 단단한 光速로 집중시키기 위하여 디자인된 전자 싱크로트론 입니다. 자외선과 엑스레이 빛의 光速는 이 전자빔에서 구부리, wiggler 또는 undulator 자석 장치의 사용을 통해 추출됩니다. 이 광선은 최고 엑스선관에서 그들 보다는 더 밝은 백백만 시간 입니다. ALS Beamline 8.3.1에는 superconducting 굴곡 자석, 또는 "superbend에 의해," 강화되고 다중 파장 (미친) 변칙 회절을과 단색 단백질 결정학 기능에게 모두 제안하는 실험 기능이 있습니다.

"엑스레이 光速의 높은 광도 및 Beamline 8.3.1에 실험적인 기능은 우리의 성공에 중대했습니다," Berger, beamline를 위한 과학적인 대변인의 사람을 말합니다.

그들의 구조상 연구 결과에서 찾아낸 무슨 Berger 및 Thomsen를 그 핵 산 의무적인 성분이 RNA의 6개의 기지의 주위에 Rho 반지 나선의 내부에 인. 이 RNA 세그먼트 방출에 뉴클레오티드의 가수분해를 통해 그들의 화학 에너지 결합되는 ATP 의무 사이트가 hexameric 반지의 주위에 전파하는 연속되는 방법에서, 이렇게 할 때. 이 화학 에너지는 ATP 사이트의 점화 순서에 근거를 둔 Rho 모터의 회전 방향을 지시하는 기계적인 움직임으로 변환됩니다.

"그것을 좋아합니다 광선 엔진에 있는 실린더를 생각하십시오," Berger는 말합니다. "연료 및 입구는 실린더가 주변에 중앙 RNA 캠축을 회전시키는 원인이 되는 움직임으로 이끌어 내는 1개의 측에서 들어옵니다. 그러나, 실린더가 비행기에서 실제로 속이기 때문에." 움직이는 때 캠축에 따라서 걷습니다

그들의 연구 결과에서는, 성격이 papillomavirus E1 단백질을 위한 유사한 회전하는 기계장치를 발전했다는 것을 것을을 Berger와 Thomsen는, AAA+ 가족 hexameric helicase 발견했습니다. 그들의 분석은 ATP 사이트의 회전 점화 순서가 실제로 반전하기 때문에 E1 모터가 핵 사슬에 따라서 반대 방향에서 움직인다는 것을 보여주었습니다. 단백질 모터의 분자 구조를 결정하고 어떻게 작동하는지 배우는 것은 세포를 통제하는 분자 원리의 기본적인 이해에, 또한 약제 약 발견 노력 원조에 뿐만 아니라 중대합니다.

"DNA와 RNA는 크 그들의 유전 정보에 접근할 필요가 있는 분자 기계에 도전을 제출하는 성가신 macromolecular 중합체," Berger를 말합니다. "ATP 사이트가 마구잡이로 발사되다 그것에 의하여, 회전하는 것, 하나 모든 액티브한 의무적인 성분이 ATP를 동시에 가수분해하는, 경타 경타 모터의 모형 및 그 외 이외에 이 단백질 모터를 위한 2개의 그밖 제시한 모형이 추계적 모형 계속 있습니다. 우리는 RecA 작풍 모터가 회전하는 모형을." 이용한다는 것을 보여주었습니다

이 연구는 및 G. Harold 및 Leila Y. Mathers Foundation 건강의 국제 학회에게서 투자해서 지원되었습니다.

Last Update: 13. January 2012 14:48

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