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《微波诱导的寡聚淀粉样蛋白聚集物。》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-06-21

  • 淀粉样蛋白聚集物已成为阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病的重要标志。尽管最近有报道称微波加热与传统加热方法相比会引起淀粉样蛋白聚集，但淀粉样蛋白聚集诱导的机理尚不清楚。在本研究中，我们研究了低聚淀粉样聚集体(OAAs)在微尺度溶液中微波辐射的形成。蛋白质单体溶液的微波辐射在7分钟内引发OAAs的快速形成，我们用原子力显微镜、硫黄酮T荧光法和圆二色性法对OAAs的形成进行了表征。在微波系统中，我们还研究了纳米粒子和纳米线等银纳米材料对l -抗坏血酸形成淀粉样聚集体的抑制作用，以及增强淀粉样聚集的作用。我们认为，微波技术有潜力促进淀粉样蛋白聚集的研究存在化学药剂或纳米材料。

    ——文章发布于2018年6月18日

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  • 《Nature︱底物诱导凝聚激活植物TIR结构域蛋白》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-03-16
    • 2024年3月13日，西湖大学柴继杰教授团队与德国马克斯-普朗克研究所Paul Schulze-Lefert教授团队、中国农业大学宋文教授、北京师范大学刘莉教授团队合作在Nature上发表了题为Substrate-induced condensation activates plant TIR domain proteins的研究论文，揭示了一类植物抗病蛋白通过底物诱导的凝聚体激活的新机制，不仅对植物免疫学研究具有重要的理论价值，而且对于培育新型抗病农作物品种具有潜在的指导意义。 研究人员在研究TIR结构域蛋白生化功能的过程中，意外发现底物NAD+/ATP分子会快速诱发TIR结构域蛋白发生相分离。进一步研究发现，形成凝聚体的TIR结构域蛋白NAD+水解酶的活性被激活。因此，推测可能是底物诱导的相分离激活了TIR结构域抗病蛋白的免疫功能。接下来，研究人员在植物体内研究证实，TIR结构域抗病蛋白自身表达上调或受病原菌诱导表达上调后，会在细胞内源的NAD+/ATP分子诱导下形成凝聚体，激活NAD+水解酶活性，产生免疫信号分子，从而激发植物免疫反应并引起细胞死亡。破坏TIR凝聚体的形成会导致免疫和细胞死亡功能的丧失；重新建立TIR蛋白相分离，又会恢复免疫和细胞死亡的表型。 研究人员为了从分子层面揭示底物诱导相分离激活TIR结构域蛋白的机制，解析了TIR结构域蛋白与NAD+的复合物结构。发现NAD+结合诱导了TIR结构域蛋白上被称为BB-loop的无序区发生了构象改变，从关闭构象转变为开放构象；开放的BB-loop介导了头尾相对的TIR-TIR互作，引发相分离，并形成NAD+催化中心。有意思的是，这种TIR结构域蛋白形成凝聚体激活模式与TIR-NLR蛋白形成抗病小体激活的模式，既相似又有不同。相似的是，TIR结构域蛋白和TIR-NLR蛋白最终都形成了几乎完全一样的TIR四聚化NAD+催化单元。不同的是，TIR-NLR蛋白是通过病原菌效应因子结合诱导NBD构象改变，引起NBD寡聚化形成抗病小体，进而组装全酶催化中心；而TIR结构域蛋白虽不能结合病原菌效应因子，也缺少NBD寡聚模块，但可以通过底物NAD+/ATP结合诱导BB-loop构象改变，引起TIR自身寡聚化形成凝聚体，组装全酶催化中心，产生激活植物免疫反应的信号分子。 综上所述，该项研究揭示了植物非典型TIR结构域抗病蛋白通过底物NAD+/ATP诱导形成凝聚体激活的新机制。其具有的病原菌效应因子非依赖的自主激活特征，赋予了非典型TIR结构域抗病蛋白广泛的参与ETI、PTI所介导的免疫反应，甚至参与非生物胁迫响应的能力。该项研究也为在重要的单子叶粮食作物水稻、小麦、玉米中利用这一机制培育广谱抗病作物提供了重要线索。
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  • 《Cell | 使用设计的寡聚组装体调节FGF途径信号传导和血管分化 》
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-06-15
    • 2024年6月10日，David Baker 团队在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为Modulation of FGF pathway signaling and vascular differentiation using designed oligomeric assemblies 的研究论文。该研究通过从头设计的环形蛋白质来调控成纤维细胞生长因子（FGF）信号通路和血管分化，这种全新设计的蛋白质能够指导人类干细胞形成新血管，这种对干细胞发育的调控是朝着更有效的再生医学迈出的重要一步。 细胞表面受体聚集（Clustering）可以增强和维持对外源性信号的激活反应，因此人们对于调控受体聚集的技术颇感兴趣。此前曾利用天然存在的受体结合域来驱动受体聚集，并使用几何可调的二聚体配体来探究二聚化几何结构对信号输出的影响。更高阶的受体复合物被认为在多种信号传导系统中发挥作用；一个呈现受体结合域的可调节寡聚物支架将有助于研究纳米级拓扑结构对受体输出的影响。之前的设计工作产生了具有各种环形对称性的寡聚体，但这些蛋白质不易进行修改以产生不同的受体结合构象。 成纤维细胞生长因子受体（FGFR）是一种酪氨酸激酶，在胚胎发育和癌症中发挥着关键作用。该通路复杂且高度受调控，有四个FGFR基，以及两种由外显子8与外显子9的选择性剪接产生的异构体，这种选择性剪接改变了第三个免疫球蛋白样结构域（D3），生成了FGFR异构体IIIb和IIIc（简称b-异构体和c-异构体）。虽然D3是FGF结合区域的一部分，并且FGFR异构体对各种FGF配体的亲和力不同，但两种异构体对正常组织分化的贡献尚未完全阐明。c-异构体在许多实体瘤中发生扩增，因此可能是癌症治疗的靶点。 在这项最新研究中，研究团队描述了对几何可调的环状寡聚体的全新的从头设计，以克服当前支架系统存在的局限性，并使用这些合成支架与针对FGFR的c-异构体设计的特异性迷你结合剂一起，探究并操控血管分化。为了系统地探索受体亲和力和几何结构对信号传递结果的影响，研究团队设计了使用可模块化扩展的重复蛋白构建块的环形同源寡聚体，其中包含多达8个亚基。通过将全新设计的成纤维细胞生长因子受体（FGFR）结合模块整合到这些寡聚体支架中，研究团队生成了一系列具有强大的亲和力和几何结构依赖性钙离子释放和MAPK通路激活的合成信号转导配体。 这些设计的激动剂的高特异性揭示了两种FGFR异构体（b-异构体、c-异构体）在早期血管发育期间驱动动脉内皮细胞和血管周围细胞命运中的不同作用。该研究设计的模块化组装体在揭示关键发育过渡中的复杂信号传递机制以及开发未来治疗应用方面具有广泛的用途。 通俗来说，该研究从头设计了一类全新的环形蛋白质，能够靶向结合多达8个成纤维细胞生长因子受体（FGFR），通过改变环的大小和其他蛋白质的性质，可以控制干细胞在实验室条件下的成熟，能够形成功能性的和成熟的血管网，这些血管网可进一步形成管状结构，还能在划伤后愈合，并像预期的那样从周围环境中吸收养分。当移植到小鼠体内后，这些小型人体血管网在三周内就与小鼠循环系统建立了联系。 研究团队表示，该研究首次使用从头设计的蛋白质来指导干细胞成为形成动脉壁的内皮细胞，这一突破将帮助研究人员模拟相关疾病并再生血管。这项研究首先聚焦于构建血管网，但该技术还适用于许多其他类型的组织。这为研究组织发育开辟了一种新途径，并可能为脊髓损伤等目前没有好的治疗选择的疾病带来全新的治疗药物。
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