阐明了信号通路的一个重要部分将信息带入细胞

Paul Scherrer Institute PSI的研究人员已经阐明了信号通路的一个重要部分，它通过细胞膜将信息传递到细胞内部。

所有活细胞的内部通过膜与外界隔开。这些膜保持细胞完整，并保护它们免受负面影响。但它们也是营养和信息的障碍。因此，细胞膜含有能够选择性地获取所需物质或将信息从外部信号传递到细胞中的机制。

哺乳动物中的一个重要信号通路由三部分组成：第一部分是识别信号并被其激活的受体。第二种是所谓的G蛋白，其与活化的受体结合并将信号传递给一种或多种效应蛋白。在这种情况下，效应子是腺苷酸环化酶，信号链的第三个组分。该蛋白质被G蛋白的亚基激活，并在生化反应中产生称为环AMP(cAMP)的第二信使。

cAMP引发细胞内的各种反应;例如，它增加了膜对心脏细胞中钙的渗透性，导致心跳率增加。

瑞士Villigen的Paul Scherrer研究所的研究人员现在已经在电子显微镜的帮助下检测了一种特殊类型的腺苷酸环化酶，并且已经生成了迄今为止这种膜蛋白最详细的图像。

有帮助的自我克制

“要了解细胞中的信号通路是如何工作的，首先要了解所涉及的成分是什么样的细节，”PSI生物和化学部门信号转导机制研究组负责人Volodymyr Korkhov说道。苏黎世联邦理工学院生物化学研究所教授。“我们的工作是阐明腺苷酸环化酶在cAMP信号链中的确切功能的重要贡献。”

“令人惊讶的是，在确定与G蛋白的α亚基结合的腺苷酸环化酶的结构时，我们发现该蛋白质似乎能够抑制自身，”Korkhov说。蛋白质的一部分负责这种自我抑制。该部分阻断酶的活性位点并防止cAMP的过量产生。

对腺苷酸环化酶的分子结构的这种新见解提供了对外部信号如何导致重要的第二信使cAMP的受控生产的更好理解。细胞中cAMP的浓度在心血管疾病，某些肿瘤和2型糖尿病的发展中起重要作用。Korkhov解释说：“将来，我们的新研究结果可以确定抑制或激活腺苷酸环化酶的药物，这取决于是否过量产生或缺乏cAMP是导致疾病的原因。”

低温显微镜检查

研究人员使用低温电子显微镜(cryo-EM)获得了他们的结果。这种形式的透射电子显微镜在低于-150摄氏度的温度下操作。待检测的样品在液体乙烷中快速冷冻，保持其天然结构。这种方法，即2017年颁发的诺贝尔化学奖，越来越多地用于生物结构的研究。“深入了解腺苷酸环化酶的结构令人兴奋，”Korkhov实验室博士候选人，该研究的第一作者Chao Qi说。“这种蛋白质的结构自发现以来几十年来一直难以捉摸，我很高兴能够在我的博士研究过程中用cryo-EM阐明这种结构。”

PSI研究人员在调查中获得的分辨率为3.4埃。埃是百万分之一毫米。孤立的原子半径为0.3至3埃。

研究人员现已将他们的发现发表在科学期刊“科学”上。

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