首個(gè)鋅金屬的伴侶蛋白誕生 有助于解決缺鋅公共衛生問(wèn)題

據17日發(fā)表在《細胞》與《細胞報告》雜志上的兩篇論文，美國研究人員發(fā)現了第一個(gè)鋅金屬的伴侶蛋白，并將其命名為鋅調節GTP酶金屬蛋白激活劑1(ZNG1)，它可將鋅輸送到需要它的蛋白質(zhì)中，如果沒(méi)有ZNG1，鋅就無(wú)法發(fā)揮作用。研究結果揭示了所有生物都用來(lái)運輸生存所必需的微量元素的關(guān)鍵機制，有助于解決缺鋅的公共衛生問(wèn)題，并開(kāi)辟了一個(gè)全新的生物學(xué)探索領(lǐng)域。

人體細胞中十分之一的蛋白質(zhì)需要金屬鋅，否則就無(wú)法在細胞代謝的各個(gè)方面發(fā)揮正常功能。世界上高達30%的人面臨缺鋅的風(fēng)險，這可能導致生長(cháng)緩慢、免疫功能受損、神經(jīng)疾病和癌癥。然而，盡管鋅扮演著(zhù)關(guān)鍵角色，但人們此前尚不清楚鋅是如何進(jìn)入利用鋅的蛋白質(zhì)中的，也不清楚人體細胞在缺乏鋅時(shí)作出了什么反應。

其他微量金屬，如鎳和銅，通過(guò)“伴侶”在細胞內穿梭，因為它們可能是有毒的。伴侶蛋白可防止活性金屬參與“不受歡迎的結合”。例如，一些微量金屬與氧發(fā)生反應，會(huì )產(chǎn)生對細胞有害的自由基。但鋅是一種相對無(wú)害的金屬離子，似乎沒(méi)有這種危險聯(lián)系的傾向。然而，這并沒(méi)有阻止科學(xué)家尋找鋅伴侶蛋白的腳步。

此前，研究人員發(fā)現了所謂的鋅伴侶蛋白家族中的一種蛋白質(zhì)與一種名為蛋氨酸氨基肽酶(MAP1)的蛋白質(zhì)之間相互作用的證據。

進(jìn)一步實(shí)驗證明，MAP1在從酵母和老鼠到植物和人類(lèi)的幾乎所有物種中都能修飾細胞中的許多蛋白質(zhì)。如果MAP1不起作用，未修飾的蛋白質(zhì)就會(huì )出現問(wèn)題。而MAP1依賴(lài)于鋅來(lái)發(fā)揮作用。而ZNG1是將鋅輸送到MAP1的伴侶蛋白。

“在金屬生物學(xué)領(lǐng)域有一個(gè)巨大的缺口，我們一直無(wú)法識別金屬伴侶蛋白。這是值得關(guān)注的，因為太多的蛋白質(zhì)需要金屬輔因子。”研究人員認為，當身體缺乏鋅時(shí)，ZNG1可確保將鋅輸送到最重要的含鋅蛋白質(zhì)中，這開(kāi)辟了一個(gè)令人興奮的生物學(xué)新領(lǐng)域，有了這些調節因子，就可通過(guò)植入金屬來(lái)控制許多不同的生理過(guò)程。

總編輯圈點(diǎn)

金屬的伴侶蛋白是什么?你可以把它看作一個(gè)“轉運商”，負責準確地運送，并交付金屬離子給目標蛋白，全面參與并協(xié)助微量金屬在人體內穿梭、激活、組裝、結合。此次“鋅伴侶”的發(fā)現，可以說(shuō)讓人們找到了鋅發(fā)揮作用及維持細胞內金屬平衡的“關(guān)竅”。除此之外，需要運用金屬伴侶蛋白機制的可不止人體。對于農作物來(lái)說(shuō)，在抵抗重金屬、低溫、干旱、高鹽等脅迫危害時(shí)，這類(lèi)伴侶蛋白也都發(fā)揮了極其重要的作用。(科技日報實(shí)習記者 張佳欣)

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