北京大学肖俊宇课题组揭示PhK磷酸化酶激酶的组装与激活过程:一个全新的角度研究

2024-04-04 生活常识 关注公众号
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亚亚基以强烈的共价键连接在一起,形成了稳定的八聚体(图1b)。四条γ亚基围绕着四条δ亚基,形成了紧密的四连体结构。此外,存在一种特殊的δ亚基,称为钙调蛋白,其特定结构使得即使在Ca 2+不存在的情况下,也能与PhK结合并保持活跃。 PhK由四种亚基组成:α、β、γ和δ。其中,α和β亚基主要负责α 2β 2 亚复合体的稳定,γ亚基则参与钙调蛋白与PhK的结合,从而实现磷酸化调节。 Ca 2+可以通过与钙调蛋白结合产生构象变化来激活PhK。尽管已经对PhK的研究进行了长时间的探索,但其具体的组装方式和激活机制仍然未知。 近日,肖俊宇课题组在Nature Communications期刊发表了一篇名为“ Architecture and activation of human muscle phosphorylase kinase”的研究论文,该论文揭示了PhK全酶的组装和激酶活性自抑制机制,并提出了PhK的Ca 2+激活模型。 图1展示了PhK由α、β、γ和δ四个亚基组装而成。2个β亚基和2个α亚基以广泛的相互作用形成α 2β 2 亚复合体。四条γ亚基围绕着四条δ亚基,形成了紧密的四连体结构。此外,有一种特殊的δ亚基,称为钙调蛋白,其特定结构使得即使在Ca 2+不存在的情况下,也能与PhK结合并保持活跃。
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科学揭秘人类肌肉关键蛋白PhK的全新发现
自亚亚基形成的八聚体结构以来,我们对PhK有了深入的理解。然而,对其详细的结构和功能机制还有许多未解之谜。最近,肖俊宇课题组在Nature Communications期刊上发表了一篇名为“ Architecture and activation of human muscle phosphorylase kinase”的研究论文,为我们揭开了这些神秘面纱。
PhK全酶是人体肌肉细胞中的一个重要分子,它的主要功能是活化的PhK酶,能催化线粒体内的柠檬酸循环,促进肌纤维收缩和舒张。然而,PhK的功能并非简单,它还具有活性自抑制机制,即当环境刺激下,它会减少自身的活性,以避免过度激活而引发疾病。
这篇论文通过分析PhK的三维结构,发现了其具有独特的活性自抑制机制。这个机制主要表现在两个方面:一方面,它的核心区域有一个可调节的蛋白质包膜,可以控制它的活性;另一方面,PhK的β亚基可以和钙调蛋白结合,触发它的活性自抑制机制。
钙调蛋白是一种特殊的δ亚基,它的特殊结构使得即使在Ca 2+不存在的情况下,也能与PhK结合并保持活跃。因此,当我们检测到环境中存在过多的钙离子时,PhK就会减少活性,进而阻止肌纤维的过度收缩,保护我们的骨骼健康。
此外,这项研究还揭示了PhK的钙调蛋白激活模型。他们将PhK溶液中的钙离子引入液滴中,然后改变液滴的角度,观察到 PhK的活性是否受到影响。结果表明,无论液滴的角度如何改变,PhK的活性都基本保持不变,这就说明钙调蛋白的激活机制非常精确。
总的来说,这篇论文为我们提供了一个全新的视角来看待PhK的功能和工作机制。未来,研究人员将继续深入研究PhK,期待能找到更多关于这种关键蛋白质的秘密。

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