細(xì)胞如何清理垃圾？ 科學(xué)家闡釋特殊的“磷酸化—死亡之吻”

機(jī)體細(xì)胞不會忘記及時清理垃圾，長期以來研究者們都知道，細(xì)胞會通過泛素化標(biāo)記的方式來標(biāo)記需要降解的蛋白質(zhì)，這種泛素化信號被稱之為“死亡分子之吻”；近日，一項(xiàng)刊登于雜志Nature上的研究報(bào)告中，來自維也納分子病理研究所的研究人員通過在革蘭氏陽性菌中鑒別出了一種類似的垃圾清理系統(tǒng)，在細(xì)菌中這種降解的標(biāo)簽是通過一種*磷酸化的翻譯后修飾方式來完成的，相關(guān)研究或?yàn)楹笃陂_發(fā)新型抗菌策略提供思路。

盡管當(dāng)前對蛋白質(zhì)降解的研究圓圓落后于對蛋白質(zhì)合成的研究，但慶幸的是現(xiàn)在有研究者開始對其深入研究了，對于蛋白質(zhì)而言，死亡即是重生，整個過程都會被緊密地調(diào)控著，每種蛋白都能夠在合適的時候被移除，而且細(xì)胞需要特別注意及時消除那些受損傷或者不能夠執(zhí)行必要功能的蛋白質(zhì)。

蛋白質(zhì)的降解過程包括了多個階段，研究者Tim Clausen表示，當(dāng)我們研究特定細(xì)菌如何應(yīng)對不利條件時，無意中發(fā)現(xiàn)了*的磷酸化作用，McsB就是參與該過程的一個關(guān)鍵蛋白，其能夠?qū)ζ渌鞍踪|(zhì)上的*殘基進(jìn)行磷酸化作用；20世紀(jì)50年代，當(dāng)科學(xué)家Edwin G. Krebs和Edmond H. Fischer因發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)可逆磷酸化作為一種生物調(diào)節(jié)機(jī)制而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎時，從那時候開始研究者們就開始觀察到*的磷酸化作用了，接下來的多項(xiàng)研究中，研究者在枯草芽孢桿菌中發(fā)現(xiàn)了成百上千中修飾化的蛋白，盡管研究者觀察到的修飾租用能夠被調(diào)節(jié)來響應(yīng)環(huán)境狀況，但研究者卻并不清楚其中所涉及的機(jī)制。

研究者Tim Clausen說道，有很多原因能夠解釋為何我們會認(rèn)為磷酸*可能是細(xì)菌的泛素蛋白，McsB能夠同枯草芽孢桿菌中的ClpCP蛋白酶被轉(zhuǎn)錄共調(diào)節(jié)；研究者推測，ClpCP類似于一種“貼標(biāo)簽機(jī)”，能夠給多種蛋白質(zhì)貼上“磷酸基—死亡之吻”的標(biāo)簽，而且在一系列復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)中，研究者證實(shí)了這種假設(shè)。博士后研究者Debora Broch Trentini說道，當(dāng)磷酸*同ClpCP蛋白酶有強(qiáng)烈的親和力時，我認(rèn)為我們已經(jīng)走上了正確的軌道，被磷酸*標(biāo)記的蛋白或許能夠被ClpCP蛋白酶直接捕獲并且剁成碎片。

隨著新發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在革蘭氏陽性菌中具有廣泛的保守性，研究人員也通過研究解釋并且鑒別了McsB和ClpCP能夠作為毒力因子存在，為了進(jìn)行感染，細(xì)菌就必須克服宿主機(jī)體中所遭遇的壓力，隨后細(xì)菌細(xì)胞就會依賴壓力損傷蛋白質(zhì)的有效降解來清除細(xì)胞垃圾繼續(xù)生存，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)為深入闡明細(xì)菌介導(dǎo)疾病的發(fā)生機(jī)體以及新型療法的開發(fā)提供了新的思路和研究線索。