Proteasom-Phasentrennung zur Zerstörung

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Das Proteasom ist eine wichtige proteolytische Maschine, die die zelluläre Proteostase durch den selektiven Abbau ubiquitylierter Proteine reguliert.

Da die Aufrechterhaltung der Proteinhomöostase für die menschliche Gesundheit essentiell ist, verursachen Fehlfunktionen des Ubiquitin-Proteasom-Systems (UPS) verschiedene Krankheiten wie Krebs, Entzündungen und Neurodegeneration.

Wir kennen jedoch noch nicht die allgemeinen Grundsätze von UPS.

In dieser Studie entdeckte das Forscherteam einen neuartigen Modus des Proteinabbaus durch das UPS unter Stressbedingungen.”Um 2013 entdeckten wir, dass Proteasomen als Reaktion auf hyperosmotische Stimuli nukleare Brennpunkte bilden.

Es war sehr beeindruckend, weil die gleichmäßig verteilten Proteasomen in nur wenigen Sekunden Herde bilden, aber es dauerte eine Weile, bis wir verstanden, was dieses Phänomen bedeutet, bis wir die Flüssig-Flüssig-Phasentrennung (LLPS) kennen.

LLPS ist ein schneller, reversibler und weit verbreiteter Kompartimentierungsmechanismus in Zellen.

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Die Proteasom-Herde zeigen tatsächlich ein flüssigkeitsähnliches Verhalten, und eine Reihe von Experimenten zeigte, dass die LLPS der Proteasomen für den Abbau ubiquitylierter Proteine bestimmt ist”, sagte Dr.

Yasushi Saeki, einer der Hauptautoren der Studie.

Die Forschungsergebnisse wurden am 5.

Februar 2020 in Nature veröffentlicht.Die durch hyperosmotischen Stress induzierten Proteasomtröpfchen sind eine transiente Struktur, die innerhalb weniger Stunden nach der Saccharosebehandlung verschwindet.

Die Proteasom-Tröpfchen enthalten auch ubiquitylierte Substrate und mehrere Proteasom-interagierende Proteine.

Die Bildung der Proteasom-Tröpfchen ist abhängig von der Protein-Ubiquitylierung und ihr Verschwinden ist abhängig von der Aktivität des Proteasoms, was darauf hinweist, dass die Tröpfchen den Proteinabbau erleichtern.

Akuter hyperosmotischer Stress verursacht eine Abnahme des Zellvolumens und nukleolaren Stress, was zum Versagen der Ribosomenbiosynthese sowie zur Anhäufung von orphan ribosomalen Proteinen als Haupt-UPS-Substrat im Nukleoplasma führt.

In der Tat induziert hyperosmotischer Stress die Ubiquitylierung von ribosomalen Proteinen und deren….

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