來自香港科技大學分子神經(jīng)學重點實驗室,，復(fù)旦大學生物醫(yī)藥研究所等處的研究人員,，發(fā)現(xiàn)了一種重要的骨架蛋白INAD的作用新機理,，為進一步研究分析這種蛋白在光刺激下的氧化還原反應(yīng)提供了重要信息,。這一研究成果公布在《細胞》（Cell）雜志封面上,。
文章的通訊作者是香港科技大學2011年候選院士張明杰教授,，張明杰教授主要從事結(jié)構(gòu)生物學,，生物化學及其分子生物學的研究,。他的調(diào)控神經(jīng)細胞信號傳遞的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的研究成果,，對于治療神經(jīng)系統(tǒng)衰退的疾病,，如中風及老年癡呆癥等,，有著極為重要的影響,。
INAD是一種重要的骨架蛋白,，在果蠅光感受接受過程中扮演了重要的角色,，是調(diào)控光感信號的骨架蛋白,。之前的研究中,，曾有研究人員在果蠅視覺感光系統(tǒng)里的INAD骨架蛋白中發(fā)現(xiàn)了PDZ結(jié)構(gòu)域改變的現(xiàn)象——PDZ結(jié)構(gòu)域,，又稱為“盤狀同源區(qū)域”,，是一種由80到100個氨基酸殘基組成的保守序列,，在真核生物，PDZ結(jié)垢域通常表現(xiàn)為串聯(lián)重復(fù)拷貝,，由80到90個氨基酸殘基組成,，包含兩個α螺旋和六個β折疊。生物作用主要是介導(dǎo)膜上的蛋白聚集,，結(jié)合目標蛋白的C端。
在這篇文章中,，研究人員通過生化實驗和結(jié)構(gòu)生物學的研究分析,，發(fā)現(xiàn)INAD骨架蛋白中的一種PDZ結(jié)構(gòu)域：PDZ5的氧化還原作用是由其與另外一個INAD構(gòu)象位點PDZ4相互作用調(diào)控的,。這項研究發(fā)現(xiàn)INAD骨架蛋白里的PDZ5結(jié)構(gòu)域具有氧化還原反應(yīng)控制開關(guān)的作用，它可以在光刺激下,，通過二硫鍵氧化還原作用來調(diào)控信號傳導(dǎo),，將蛋白內(nèi)部的半胱氨酸氧化，據(jù)此來調(diào)節(jié)與靶蛋白的結(jié)合過程,，并觸發(fā)下游信號通路,。
研究人員在果蠅眼部實驗中,，證實INAD蛋白的PDZ結(jié)構(gòu)域在光刺激下具有兩種構(gòu)象,，在光照下,，這種蛋白能從一種還原性的,，靶向結(jié)合狀態(tài),，轉(zhuǎn)變成氧化性的,，非靶向結(jié)合狀態(tài),，這種構(gòu)象開關(guān)取決于PDZ5結(jié)構(gòu)域二硫鍵的改變。
INAD骨架蛋白包含有5個結(jié)構(gòu)域,，這項研究解析了其中的PDZ5和PDZ4之間的相互作用，及這種作用所產(chǎn)生的作用,，這對于進一步研究分析INAD蛋白,，以及相應(yīng)的氧化還原作用具有重要的意義,。
之前張明杰教授研究組就曾獲得PDZ結(jié)構(gòu)域研究的重要成果：他們利用核磁共振技術(shù)解出神經(jīng)元一氧化氮合成酶的一個抑制蛋白的三維結(jié)構(gòu),，次年又解出神經(jīng)元一氧化氮合成酶一個重要區(qū)域與另一種蛋白形成的復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu),，一氧化氮合成酶含有的PDZ結(jié)構(gòu)域在許多蛋白質(zhì)相互作用中起重要作用,，解出這個區(qū)域與其他蛋白結(jié)合的結(jié)構(gòu),，對于生物化學領(lǐng)域有著重要的意義。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Cell DOI：10.1016/j.cell.2011.05.015
The INAD Scaffold Is a Dynamic, Redox-Regulated Modulator of Signaling in the Drosophila Eye
Wei Liu, Wenyu Wen, Zhiyi Wei, Jiang Yu, Fei Ye, Che-Hsiung Liu, Roger C. Hardie, Mingjie Zhang
NAD is a scaffolding protein that regulates signaling in Drosophila photoreceptors. One of its PDZ domains, PDZ5, cycles between reduced and oxidized forms in response to light, but it is unclear how light affects its redox potential. Through biochemical and structural studies, we show that the redox potential of PDZ5 is allosterically regulated by its interaction with another INAD domain, PDZ4. Whereas isolated PDZ5 is stable in the oxidized state, formation of a PDZ45 “supramodule” locks PDZ5 in the reduced state by raising the redox potential of its Cys606/Cys645 disulfide bond by ～330 mV. Acidification, potentially mediated via light and PLCβ-mediated hydrolysis of PIP2, disrupts the interaction between PDZ4 and PDZ5, leading to PDZ5 oxidation and dissociation from the TRP Ca2+ channel, a key component of fly visual signaling. These results show that scaffolding proteins can actively modulate the intrinsic redox potentials of their disulfide bonds to exert regulatory roles in signaling.
