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CNIO研究人员帮助破译激活mTOR的大分子机器的结构

导读形式服从功能的原则不仅适用于设计和建筑。它也适用于生物学。每一个有机体都是一个宇宙,这要归功于数以万计的纳米机器的活动,纳米机器的

形式服从功能的原则不仅适用于设计和建筑。它也适用于生物学。每一个有机体都是一个宇宙,这要归功于数以万计的纳米机器的活动,纳米机器的功能取决于它们的形式。生物学家说大分子复合物代替纳米机器,结构代替形式,但思想是一样的:知道形式,你就会理解其功能。现在,西班牙国家癌症研究中心 (CNIO) 的一个小组帮助确定了另一个纳米机器的结构,mTOR 在癌症和营养、衰老和其他身体重要过程中起着重要作用。

该研究发表在Cell Reports杂志上,由苏塞克斯大学(英国)基因组损伤和稳定性中心的 Laurence H. Pearl 和 Chrisostomos Prodromou 小组与结构主任 Óscar Llorca 合作进行。 CNIO DNA损伤反应小组的生物学项目和大分子复合物负责人。

结构的黄金时代

这一发现发生在结构生物学的黄金时代。研究人员谈到结构革命:近年来,越来越多的分子纳米机器的形状得到解决,速度比十年前的典型速度快得多。这种变化是由于高分辨率冷冻电子显微镜,这项技术取得了惊人的进步,现在可以在原子细节上观察蛋白质。

了解蛋白质的结构有助于寻找新药。蛋白质通过组合在一起而相互作用,就像在一个小小的三维拼图游戏中一样;了解一件作品的形状使我们能够尝试设计另一件与之匹配并阻挡它的作品,从而抑制它。

了解 mTOR 工作原理的重要性

mTOR 蛋白充当传感器,提醒细胞注意营养的存在。自 1990 年代发现以来,它已被观察到涉及广泛的病理,包括癌症、糖尿病和神经退行性疾病。据估计,至少 60% 的肿瘤在 mTOR 或与其相互作用的蛋白质中显示出某种形式的修饰。

因此,详细了解其工作原理至关重要。但 mTOR 不是一种单独工作的蛋白质:它是大分子复合物的一部分,是由几个蛋白质组成的集群,它们像复杂(纳米)机器的部件一样共同工作。正如 Llorca 解释的那样,“mTOR 本身什么都不做;它是包含其他蛋白质的巨大结构的一部分,这使它能够以复杂的方式运行。”

蛋白质组装线

与许多其他大型大分子结构一样,mTOR 复合物的构建需要其他纳米机器的帮助,这些纳米机器“就像一条装配线,添加和组装最终大型结构的元素,”Llorca 解释说。如果没有组装这个大结构,“mTOR 无法决定细胞是否应该生长。”

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