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突变细菌显示膜蛋白的变化如何影响细胞功能

发布时间:2019-06-24

磷脂是水不溶性“结构单元”,其限定细胞周围的膜屏障并提供膜蛋白所在的结构支架和环境。在2月17日至21日在加利福尼亚州旧金山举行的第62届生物物理学会年会上,来自德克萨斯大学休斯顿麦戈文医学院的William Dowhan将展示他的小组的工作,探讨膜蛋白磷脂环境如何决定其结构和功能。

磷脂环境中有两种类型的膜蛋白。“亲水性(亲水性)暴露在膜表面,它们与膜周围的水环境稳定地相互作用,疏水性(防水)暴露于膜内部,”Dowhan说。

由于细胞膜内侧和外侧的亲水性和疏水性蛋白质的这种平衡,条件保持稳定。“例如,膜一侧的亲水性(蛋白质)不应该通过膜的疏水核心翻转到另一侧,”Dowhan说。

这让Dowhan想知道为什么“细胞会维持成千上万种独特的磷脂物种”。为了找到答案,他的研究小组构建了细菌大肠杆菌和酵母酿酒酵母的突变体,其中可以改变这些“构件”的组成。“随着我们改变膜磷脂组成,我们对细胞功能产生了不利影响。”道汉说。

这些都是重要的发现,因为“膜蛋白最初是在内质网(细胞内)中制造的,然后转运到其他功能的膜上,”Dowhan说。“因此,在运输过程中磷脂环境的变化......在膜内,可以改变蛋白质的结构和功能。与磷脂组成相关的膜蛋白功能的动态变化的重要性是控制细胞过程的一种未被认识的方式。”

细胞如何调节各种过程对于维持细胞活力至关重要,并且它是每种细胞类型的独特特性。“为了充分了解生命,我们不仅要确定细胞内的每个化学反应,还要确定每个化学反应如何相互调节和整合,”Dowhan说。