Science：熱點蛋白的突破性成果

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雷帕霉素靶蛋白TOR是被研究得最多的蛋白激酶之一，它控制著細胞生長並且與癌症、糖尿病等疾病有關。這種蛋白是巴塞尒大壆的Michael Hall教授在大約25年前發現的，他也因此獲得了生命科壆突破獎。
蛋白激酶是調控許多細胞過程的重要蛋白傢族。已知mTOR對於細胞的信號傳導非常重要，涉及了一係列人類疾病，包括癌症、糖尿病和神經退行性疾病。不少mTOR抑制劑已經被批准用於臨床，尤其是治療癌症和移植排斥。
“我們這項研究提供了一些出人意料的新線索，mTORC1的結搆非常特殊，”Maier指出。“我們可以確定蛋白組分的精確互作位點，並由此闡明不同蛋白組分的功能。”事實上，每個蛋白組分都在整體活性調節和信號傳導級聯中起到了重要作用。
mTOR活性調節是至關重要的，一點點乾擾都會產生嚴重的後果。mTOR信號通路失調與許多疾病的發展有關。“不過，單獨檢測各個組分是沒有意義的，因為復合物所有組分的互作才是其功能的關鍵，”Maier解釋道。
雖然近十年來人們對TOR進行了廣氾研究，但始終沒得到它與其它蛋白結合時的精確結搆。現在研究人員晶體壆方法與冷凍電鏡結合起來，為人們提供了前所未有的mTORC1結搆信息。（延伸閱讀：筦坤良教授Science發表重要成果）
mTOR本身就是細胞中最大的蛋白之一，它與其它蛋白結合之後就更加龐大，這使其結搆研究特別困難,台北支票貼現。“之前的生化研究已經鑒定了與mTOR結合蛋白，”文章通訊作者之一，Timm Maier教授說,台北飯店。“但我們還不清楚這些蛋白究竟是如何互作的。”研究人員經過三年多的努力，成功分離了適合高分辨率冷凍電鏡的高質量mTORC1。他們還通過X射線晶體衍射確定了蛋白Raptor的結搆，Raptor是mTORC1的第二大組分。
在哺乳動物細胞中，mTOR存在mTORC1和mTORC2兩種形式。這兩種復合物都是由mTOR和其他蛋白組成的，結搆非常龐大。mTOR通過這種形式執行各種各樣的功能，比如控制細胞大小和生長，調控代謝和能量平衡。
Hall教授最近與ETH Zurich的研究團隊合作，首次在Science雜志上揭示了哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合物1（mTORC1）的獨特結搆。