Nature子刊：破解微管蛋白密码

　　微管是构成细胞骨架的微管的组成部分。一种新的方法可以详细研究它们在包括癌症在内的疾病中的作用。

　　

微管蛋白是一种对细胞的结构和功能起着至关重要作用的蛋白质。它是微管的主要成分，微管是一种长而中空的纤维，提供结构支撑，帮助细胞分裂，形成细胞形状，并作为细胞内分子货物移动的轨道。

有两种类型的微管蛋白:α微管蛋白和β微管蛋白。它们一起形成二聚体(两部分)构建块，自发地组装成微管，并经历进一步的连续组装和拆卸循环。

微管蛋白代码

为了微调微管，二聚体经过各种翻译后修饰(PTMs)，这是在它们合成后发生的化学修饰，可以影响它们的结构、活性和与其他分子的相互作用。

两个重要的PTMs发生在α -微管蛋白的非结构化尾部:多谷氨酸化，增加谷氨酸氨基酸链，去酪氨酸化，去除最后的酪氨酸氨基酸。除其他外，这些ptm一起存在于稳定的微管中，例如神经元中。

PTMs的组合形成了科学家所说的“微管蛋白密码”，它与微管的特定功能有关。微管蛋白PTMs对微管的正常功能至关重要。

ptm的失调与多种疾病有关，包括癌症、神经变性和发育障碍。因此，了解微管蛋白ptm的重要性对于提高我们对这些疾病的认识和开发潜在的治疗方法至关重要。问题是控制这种PTM模式的机制还没有被很好地理解，主要是因为我们没有工具来解剖微管蛋白PTM的功能和调节。

“设计者”微管有助于破解微管蛋白密码

EPFL和日内瓦大学(UNIGE)的科学家们现在已经开发出一种化学方法来设计功能齐全的微管蛋白，携带翻译后修饰(PTMs)的精确组合。该研究由Beat Fierz教授(EPFL)和Charlotte Aumeier助理教授(UNIGE)领导，与Pierre G?nczy (EPFL)和Carsten Janke(居里研究所)的实验室合作，并提供了对特定PTMs如何调节细胞中微管蛋白功能的见解。

该方法使用化学酶蛋白剪接将合成的经不同程度谷氨酸修饰的α -微管蛋白尾部连接到人微管蛋白分子上。利用这些“设计微管”，研究人员首次组装了均匀修饰的微管。

研究人员还发现，α -微管蛋白的多谷氨酰化通过增强vasohibin/SVBP蛋白复合物(负责这种修饰的关键酶)的活性，促进了它的去酪氨酸化。研究小组通过改变活细胞中聚谷氨酸的水平，并观察对酪氨酸去除的影响，证实了他们的发现。

该研究提出了一种设计具有特异性PTMs的微管蛋白的新方法，并揭示了控制微管蛋白功能的两个关键调控系统:聚谷氨酰化和去酪氨酸之间的新相互作用。

这种产生具有明确PTMs的小管蛋白的新方法可以促进我们对其分子功能的理解，并为这些PTMs的失调如何导致疾病提供见解。

基于这项工作，Fierz和Aumeier的实验室与弗里堡大学的Jens Stein和维也纳ISTA的Michael Sixt一起获得了瑞士国家科学基金会的Sinergia资助，以研究微管蛋白PTMs如何控制迁移免疫细胞的细胞骨架。

文章标题

Tubulin engineering by semi-synthesis reveals that polyglutamylation directs detyrosination