對于解釋細胞內調控機器的機理,理解蛋白相的分子動力學機理非常重要。雖然目前人們將離子和生物大分子廣泛的應用于蛋白相的調控和分離,但是對于小分子構成胞質化學環境對于蛋白質相的行為產生的印象并不清楚。
有鑒于此,北京師范大學毛蘭群教授、吳菲教授、中國科學院化學所于萍研究員報道維生素C作為維持還原性細胞環境的關鍵小分子在驅動肌球蛋白II/F-肌動蛋白(肌動蛋白)細胞骨架的再入相變作用。
研究發現,在體外或神經元細胞內的肌動蛋白束在低VC區間發生凝聚,在高VC濃度區間聚集,這種作用隨著VC濃度單調增加,產生肌動蛋白II發生從蛋白聚集-解離過程的轉變。
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基于這項研究工作,作者通過原位單細胞和單囊泡電化學表征技術研究說明細胞內的Vc濃度能夠對兒茶酚胺遞質(catecholamine transmitter)的胞吐進行定量調控。此外,還展示了VC能夠通過肌動蛋白的相變和細胞內游離鈣水平對膜張力的抵消或協同,實現調節細胞膜-囊泡融合孔動力學。這項研究解釋了小分子可逆調控蛋白相的機制,從而有助于調控化學神經和擴大治療范圍。
參考文獻
Jing Liu, Ying Jiang, Ran Liu, Jing Jin, Shiyi Wei, Wenliang Ji, Xiulan He, Fei Wu*, Ping Yu*, and Lanqun Mao*, Vitamin C Drives Reentrant Actin Phase Transition: Biphasic Exocytosis Regulation Revealed by Single-Vesicle Electrochemistry, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c02710
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c02710