几乎人体中的每一个细胞，从心脏细胞到细菌吞噬免疫细胞，都是由被称为线粒体的专门细胞器产生的化学能量驱动的。能量产生过程会产生高毒性的废物，因此，与真正的发电厂一样，这些细胞器需要严格的质量控制和监督。
这种生死攸关的任务确保了细胞及其所属生物的存活。细胞能够去除受损线粒体的能力与从癌症到神经退行性疾病 - 特别是帕金森病 - 的病症有关，其中耗电的神经元非常容易受到有缺陷的线粒体的毒性作用的影响。
在4月19日出版的“分子细胞”杂志上，哈佛医学院的科学家们报告说，他们开发了一种新技术，以前所未有的定量精度分析细胞如何通过细胞自噬或“自食”系统开始去除有缺陷的线粒体。该方法允许他们首次研究源自干细胞的人类神经元中的这一过程。
通过将蛋白质景观的“数字快照”作为细胞标记受损的线粒体进行自噬，研究团队生成了迄今为止该过程动态的最清晰图像，包括蛋白质修饰反应的绝对测量及其丰度和随时间的变化。
作者说，这些结果为详细研究线粒体损伤，细胞死亡和疾病之间的联系奠定了基础，并建立了一种技术方法，可用于揭示许多其他环境中有缺陷的细胞通路的机制。
高级研究报告作者J. Wade Harper说：“如果有一种针对这种途径的药物以治疗帕金森病或其他神经退行性疾病为目标，我们将需要这种程度的细节来了解候选药物的工作原理。” ，HMS Bert和Natalie Vallee分子病理学教授和细胞生物学系主任。
发出警报
用于线粒体质量控制的分子报警系统涉及两种酶：蛋白激酶PINK1，其用磷酸盐化学修饰蛋白质;和泛素连接酶PARKIN，其用称为泛素的分子标记靶蛋白。
在正常情况下，健康的线粒体在其外表面上携带很少的PINK1。然而，当受损时，线粒体会积累PINK1，将磷酸盐转移到PARKIN以激活它。
一旦激活，PARKIN将泛素转移到各种不同的蛋白质上，在线粒体表面形成“泛素外壳”。当达到一定的泛素阈值时，触发细胞“自食”机器的募集，导致线粒体的降解。
PINK1和PARKIN的突变已经通过大量研究与帕金森病相关联，帕金森氏病涉及某些神经元的死亡和大脑中不正确折叠的蛋白质的累积。研究人员在描述PINK1-PARKIN途径方面取得了很大进展，但其许多关键特征仍然知之甚少。
剪裁大衣
已知遍在蛋白在氨基酸赖氨酸的特定残基上标记其靶蛋白。然而，这仅发生在一小部分赖氨酸残基上，并确切地确定哪些赖氨酸被修饰以及为什么对该领域是一个挑战 - 特别是对于线粒体表面上的十几个PARKIN靶标。此外，这些目标的丰度尚不清楚，这可能会影响泛素化过程。
标签：蛋白质
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