ドイツの研究者は、 について検出する新しい方法を開発しました 細胞内の特定のタンパク質の破壊を特異的に引き起こす 300 個のカリン-RING リガーゼ (CRL)。

MPI of Biochemistryとウォータールー大学の研究チームは、フリート内で「オン」になっているCRLを検出する新しい方法を開発しました。これにより、細胞ストレスを解決し、一部の抗がん剤の作用を発揮するために配置されたCRLが明らかになります。 。 第一著者のルーカス・ヘンネベルク氏は次のように説明しています。「細胞が鉄の増加や感染性細菌にさらされた場合、鉄を毒性レベルまでさらに増加させるタンパク質や、免疫反応による感染症の治癒を妨げるタンパク質は破壊されなければなりません。 このようなタンパク質は、Cullin-RING リガーゼによってユビキチンでタグ付けされることにより、CRL 破壊因子の標的となります。

CRL の艦隊は基本的にセル内を航行し、それぞれが個別に必要な信号を待ちます。 シグナルが発生すると、NEDD8 と呼ばれる別のタンパク質の結合により、必要な CRL のスイッチが一時的にオンになります。 CRL の破壊的なアクションが不要になるとすぐに、NEDD8 を削除することで CRL がオフになります。 マックス・プランク生化学研究所（MPI）のブレンダ・シュルマン氏とウォータールー大学のサクデブ・シドゥ氏の研究室の研究者らは、どのCRLがNEDD8に結合しているのか、したがってスイッチされているのかを検出するためのXNUMX段階の方法のうちの最初の方法を発表した。の上。

彼らは、NEDD8に結合したCRL分子機械を認識する合成抗体を作製した。 研究者らは、タンパク質のユビキチンタグが破壊されるようにCRLのスイッチがオンになっている場合にのみ、抗体がどのようにしてほぼすべてのCRLに付着したNEDD3を捕捉できるかを示す、本質的には8D分子写真である結晶構造を決定した。 したがって、合成抗体は活性ベースのプローブ、つまり「分子レーダー」であり、どの CRL が活性化されて標的タンパク質に破壊のタグが付けられているかを検出できます。

次に科学者らは、通常の細胞条件下で CRL 全体のどれがオンになっているのか、また変化する細胞ニーズに適応するためにどれがオンになっているのかを調べる新しい方法の第 XNUMX ステップを開発しました。 抗体に結合した CRL 分子マシン、つまり活性のある CRL 分子マシンは、最先端の質量分析法を使用して細胞内の特定の時点でどの CRL がどれだけ活性であるかを測定するために、細胞から除去されて収集されました。間に合うように。

今回の研究で、著者らは、どのCRLが鉄に反応してオンになり、どのCRLが細胞の炎症の兆候によってオンになるかを特定した。 著者らはまた、いわゆる「分解」薬物の作用のために作動する CRL についても研究した。 分解薬は、CRL が病気の原因となるタンパク質を標的にして破壊する治療法です。 今のところ、分解薬は一部のがんの治療に使用されていますが、この概念は他の病気についても研究されています。 新しい方法は、特定の CRL の利用可能な量が細胞の種類によって異なり、それが分解薬の有効性に影響を与えることを示しました。 細胞内ですでにスイッチが入っている CRL の「破壊者」が多ければ多いほど、分解分子が病気の原因となるタンパク質をより早く除去できるようになります。

研究者らはまた、MPI of Biochemistryのピーター・マレー研究室と協力して、マクロファージ内の活性型CRLを研究した。 細菌と戦うことに特化したマクロファージの活性CRL分子と、創傷治癒に特化したマクロファージの活性CRL分子を比較すると、マクロファージ細胞がこれらの非常に異なる機能を果たすために必要な適応の種類を示唆する明確な違いが明らかになりました。

この研究の結果は、私たちのタンパク質バランスの動的な変化に関与する関係者とその病態生理学的状態への関与について前例のない考察を提供し、将来の新しい治療法の開発におけるCRLの使用を導く可能性があります。