科学家发现关键球员在分子机器控制铁的可用性

(欧宝娱乐地址医疗Xpress)铁对细胞的健康是至关重要的。意味着细胞不能做出必要的蛋白质太少,需要铁的功能,但是过多就会中毒。

科学家一直在研究细胞如何实现铁homeostasis-the之间过多和过少的有价值的金属。现在来自哈佛医学院的研究,丹娜-法伯癌症研究所和贝斯以色列女执事医疗中心透露自噬的作用在这个铁质天平法,这一过程也是癌症和神经退行性变的至关重要。这个研究小组发现了一种蛋白质,可以确保货物交付的铁细胞回收工厂。

这些研究结果发表在3月30日自然。

溶酶体是一个回收细胞内的细胞器降解材料当细胞需要改变。当铁含量太高,主要缓冲区称为铁铁蛋白铁分子周围形成蛋白质的笼子,保护细胞免受氧化损伤被自由铁。但当铁水平太低,铁蛋白笼旅行到溶酶体,进而分解笼和释放铁的细胞。

提供铁通过这一过程被称为自噬溶酶体发生,这意味着“自食”。Molecules within the cell are swallowed up by double-membrane structures called autophagosomes and ferried to the lysosome. Sometimes the cargo is damaged and destined for destruction; other times the cargo is selected more specifically to suit the cell's needs (referred to as "selective autophagy").

越来越多的证据牵连到自噬过程的疾病,如癌症和神经退化。支持所需的高水平的自噬胰腺癌的增长吸引了约瑟夫•毫无HMS教练放射肿瘤学在贝斯以色列女执事医疗中心和论文的主要作者,他感兴趣的是这是否依赖自噬的退化是由于特定的货物。

使用定量proteomics-tools识别和描述proteins-Mancias确定的一组蛋白质,存在于自噬小体。其中一个最强劲的冲击是一个叫做NCOA4的蛋白质,简称核受体co-activator 4。通过更多的蛋白质组学分析他们发现NCOA4在多个细胞的自噬小体上没有癌症细胞,它总是与铁蛋白。

这些和几个实验添加或删除NCOA4从细胞研究人员确信,蛋白质作为一个自噬铁蛋白受体在他们检查的所有细胞类型。他们表明,NCOA4所需铁铁蛋白运送到溶酶体。

“很少有例子单一蛋白选择性地交付给自噬小体,”韦德哈珀说,伯特和娜塔莉·法兰的分子病理学教授HMS细胞生物学和文章的第二作者的论文。“铁蛋白是一种关键的蛋白质形成笼形结构,这是用于铁储存。多年来的时候知道铁蛋白溶酶体中降解,分子机制尚未确定。”

当铁蛋白降解溶酶体,铁是抽出,然后加载到iron-dependent通过一系列iron-assembly复合物的蛋白质。

尽管癌细胞是起点,科学家们发现了一个更一般的细胞机制,功能广泛。

“我们最终了解铁蛋白得到的自噬小体和溶酶体,以及它如何发挥的更大的网络iron-regulatory蛋白质,“说不全,谁是哈珀实验室和Kimmelman实验室的一员。亚历克•Kimmelman HMS dana - farber放射肿瘤学助理教授,是文章的第二作者的论文。

铁水平的失衡已经与许多疾病有关,包括各种形式的神经衰弱,罕见突变的存在影响捕获铁或铁蛋白的铁蛋白贩卖神经的轴突细胞。毫无表示,还需要进一步的研究来理解的程度贩卖铁蛋白通过autophagosome-lysosome通路缺陷疾病。

探索这些问题和其他问题之前,科学家们的下一步是在动物身上测试他们的发现在细胞培养更全面,铁的生理照片的故事。“有许多不同的角度,贩卖铁可能是重要的,”毫无表示。

“铁很基本,它的监管必须严格控制,“Kimmelman说,HMS放射肿瘤学助理教授丹纳-法伯和文章的第二作者的论文。“鉴于多么重要铁人体生理学,是有道理的,我们已经进化机制,允许协调送货的铁蛋白吗溶酶体退化。虽然自噬铁蛋白受体的识别是极大的兴趣,未来的研究将需要阐明的确切角色这个途径在正常生理和病理状态。”