圖片說明：端粒酶結構示意圖,。蛋白質（綠色）與RNA（淺褐色）及DNA（紫色）聯(lián)合在一起,。
（圖片來源：Wistar Institute）
美國科學家近日利用X射線結晶學方法,，揭示了控制細胞衰老定時機制的端粒酶（Telomerase）的關鍵部位。這一成果有望為絕大部分的人類癌癥提供安全的治療手段。相關論文8月31日在線發(fā)表于《自然》（Nature）雜志上。
端粒酶維持著端粒的長度,，它在胚胎干細胞中高度表達，使得胚胎干細胞不斷進行分裂卻不會遭受染色體損傷,。絕大多數成體細胞缺乏端粒酶,，導致功能DNA的逐漸喪失。這被認為是決定細胞壽命的一個重要因素,。然而,，在許多腫瘤中，端粒酶被重新激活,，使得反常細胞無止境地進行分裂,。
在最新的研究中，美國費城威斯達研究所的Emmanuel Skordalakes和同事檢測了許多不同物種的端粒酶基因,。他們發(fā)現(xiàn)赤擬谷盜（Tribolium castaneum）的端粒酶基因要比其它的短得多,，這使得構建基因更為容易。研究人員將這一基因在細菌體內進行了克隆,，并進行了結晶學實驗。
研究人員重點關注了端粒酶的TERT蛋白亞單位,，它呈一個環(huán)狀結構,，在外形上與HIV病毒中的逆轉錄酶相似。Skordalakes表示,，這種相似并非巧合,，它們表明了一種共同的進化起源，這將有助于改進抗HIV藥物以在癌細胞中抑制端粒酶活性,。
Skordalakes說：“抗病毒藥AZT已經被用于抵抗癌癥,，但療效有限。現(xiàn)在我們知道了這個活性部位的三維結構,，就可以聚焦于這一點上來弄清為什么抑制劑不能很好地發(fā)揮作用,。我們可以對它們進行修改以便更有效地進行綁定，從而增加藥物的效力,。”
英國癌癥研究基金會的Liz Baker認為：“這對于理解端粒酶工作機制是個至關重要的部分,。這樣的基礎性研究有助于科學家設計藥物抑制端粒酶及用于治療多種癌癥,。”
端粒酶的發(fā)現(xiàn)者、現(xiàn)美國加州大學舊金山分校的Elizabeth Blackburn說：“這一研究是邁向根本性理解端粒酶及其潛在的醫(yī)療應用的重要一步,。”不過她同時指出,，TERT亞單位結構不會是最終的“結局”。TERT與RNA合作制造DNA,，而對這一過程的理解至今仍很缺乏,。她說：“所以，面前仍然存在一個重大的挑戰(zhàn)——即弄清端粒酶RNA-蛋白質如何進行運作,。”（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Nature,，doi:10.1038/nature07283，Andrew J. Gillis,，Emmanuel Skordalakes
Structure of the Tribolium castaneum telomerase catalytic subunit TERT
Andrew J. Gillis1, Anthony P. Schuller1 & Emmanuel Skordalakes1
Gene Expression and Regulation Program, The Wistar Institute, 3601 Spruce Street, Philadelphia, Pennsylvania 19104, USA
A common hallmark of human cancers is the overexpression of telomerase, a ribonucleoprotein complex that is responsible for maintaining the length and integrity of chromosome ends. Telomere length deregulation and telomerase activation is an early, and perhaps necessary, step in cancer cell evolution. Here we present the high-resolution structure of the Tribolium castaneum catalytic subunit of telomerase, TERT. The protein consists of three highly conserved domains, organized into a ring-like structure that shares common features with retroviral reverse transcriptases, viral RNA polymerases and B-family DNA polymerases. Domain organization places motifs implicated in substrate binding and catalysis in the interior of the ring, which can accommodate seven to eight bases of double-stranded nucleic acid. Modelling of an RNA–DNA heteroduplex in the interior of this ring demonstrates a perfect fit between the protein and the nucleic acid substrate, and positions the 3'-end of the DNA primer at the active site of the enzyme, providing evidence for the formation of an active telomerase elongation complex.
