美國科學家發(fā)現(xiàn)首個鋅金屬伴侶蛋白 可將鋅輸送到蛋白質(zhì)中

據(jù)17日發(fā)表在《細胞》與《細胞報告》雜志上的兩篇論文，美國研究人員發(fā)現(xiàn)了第一個鋅金屬的伴侶蛋白，并將其命名為鋅調(diào)節(jié)GTP酶金屬蛋白激活劑1(ZNG1)，它可將鋅輸送到需要它的蛋白質(zhì)中，如果沒有ZNG1，鋅就無法發(fā)揮作用。研究結(jié)果揭示了所有生物都用來運輸生存所必需的微量元素的關(guān)鍵機制，有助于解決缺鋅的公共衛(wèi)生問題，并開辟了一個全新的生物學探索領(lǐng)域。

人體細胞中十分之一的蛋白質(zhì)需要金屬鋅，否則就無法在細胞代謝的各個方面發(fā)揮正常功能。世界上高達30%的人面臨缺鋅的風險，這可能導(dǎo)致生長緩慢、免疫功能受損、神經(jīng)疾病和癌癥。然而，盡管鋅扮演著關(guān)鍵角色，但人們此前尚不清楚鋅是如何進入利用鋅的蛋白質(zhì)中的，也不清楚人體細胞在缺乏鋅時作出了什么反應(yīng)。

其他微量金屬，如鎳和銅，通過“伴侶”在細胞內(nèi)穿梭，因為它們可能是有毒的。伴侶蛋白可防止活性金屬參與“不受歡迎的結(jié)合”。例如，一些微量金屬與氧發(fā)生反應(yīng)，會產(chǎn)生對細胞有害的自由基。但鋅是一種相對無害的金屬離子，似乎沒有這種危險聯(lián)系的傾向。然而，這并沒有阻止科學家尋找鋅伴侶蛋白的腳步。

此前，研究人員發(fā)現(xiàn)了所謂的鋅伴侶蛋白家族中的一種蛋白質(zhì)與一種名為蛋氨酸氨基肽酶(MAP1)的蛋白質(zhì)之間相互作用的證據(jù)。

進一步實驗證明，MAP1在從酵母和老鼠到植物和人類的幾乎所有物種中都能修飾細胞中的許多蛋白質(zhì)。如果MAP1不起作用，未修飾的蛋白質(zhì)就會出現(xiàn)問題。而MAP1依賴于鋅來發(fā)揮作用。而ZNG1是將鋅輸送到MAP1的伴侶蛋白。

“在金屬生物學領(lǐng)域有一個巨大的缺口，我們一直無法識別金屬伴侶蛋白。這是值得關(guān)注的，因為太多的蛋白質(zhì)需要金屬輔因子。”研究人員認為，當身體缺乏鋅時，ZNG1可確保將鋅輸送到最重要的含鋅蛋白質(zhì)中，這開辟了一個令人興奮的生物學新領(lǐng)域，有了這些調(diào)節(jié)因子，就可通過植入金屬來控制許多不同的生理過程。

總編輯圈點

金屬的伴侶蛋白是什么?你可以把它看作一個“轉(zhuǎn)運商”，負責準確地運送，并交付金屬離子給目標蛋白，全面參與并協(xié)助微量金屬在人體內(nèi)穿梭、激活、組裝、結(jié)合。此次“鋅伴侶”的發(fā)現(xiàn)，可以說讓人們找到了鋅發(fā)揮作用及維持細胞內(nèi)金屬平衡的“關(guān)竅”。除此之外，需要運用金屬伴侶蛋白機制的可不止人體。對于農(nóng)作物來說，在抵抗重金屬、低溫、干旱、高鹽等脅迫危害時，這類伴侶蛋白也都發(fā)揮了極其重要的作用。(張佳欣)