據(jù)17日發(fā)表在《細(xì)胞》與《細(xì)胞報(bào)告》雜志上的兩篇論文，美國研究人員發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)鋅金屬的伴侶蛋白，并將其命名為鋅調(diào)節(jié)GTP酶金屬蛋白激活劑1(ZNG1)，它可將鋅輸送到需要它的蛋白質(zhì)中，如果沒有ZNG1，鋅就無法發(fā)揮作用。研究結(jié)果揭示了所有生物都用來運(yùn)輸生存所必需的微量元素的關(guān)鍵機(jī)制，有助于解決缺鋅的公共衛(wèi)生問題，并開辟了一個(gè)全新的生物學(xué)探索領(lǐng)域。

人體細(xì)胞中十分之一的蛋白質(zhì)需要金屬鋅，否則就無法在細(xì)胞代謝的各個(gè)方面發(fā)揮正常功能。世界上高達(dá)30%的人面臨缺鋅的風(fēng)險(xiǎn)，這可能導(dǎo)致生長緩慢、免疫功能受損、神經(jīng)疾病和癌癥。然而，盡管鋅扮演著關(guān)鍵角色，但人們此前尚不清楚鋅是如何進(jìn)入利用鋅的蛋白質(zhì)中的，也不清楚人體細(xì)胞在缺乏鋅時(shí)作出了什么反應(yīng)。

其他微量金屬，如鎳和銅，通過“伴侶”在細(xì)胞內(nèi)穿梭，因?yàn)樗鼈兛赡苁怯卸镜摹０閭H蛋白可防止活性金屬參與“不受歡迎的結(jié)合”。例如，一些微量金屬與氧發(fā)生反應(yīng)，會產(chǎn)生對細(xì)胞有害的自由基。但鋅是一種相對無害的金屬離子，似乎沒有這種危險(xiǎn)聯(lián)系的傾向。然而，這并沒有阻止科學(xué)家尋找鋅伴侶蛋白的腳步。

此前，研究人員發(fā)現(xiàn)了所謂的鋅伴侶蛋白家族中的一種蛋白質(zhì)與一種名為蛋氨酸氨基肽酶(MAP1)的蛋白質(zhì)之間相互作用的證據(jù)。

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明，MAP1在從酵母和老鼠到植物和人類的幾乎所有物種中都能修飾細(xì)胞中的許多蛋白質(zhì)。如果MAP1不起作用，未修飾的蛋白質(zhì)就會出現(xiàn)問題。而MAP1依賴于鋅來發(fā)揮作用。而ZNG1是將鋅輸送到MAP1的伴侶蛋白。

“在金屬生物學(xué)領(lǐng)域有一個(gè)巨大的缺口，我們一直無法識別金屬伴侶蛋白。這是值得關(guān)注的，因?yàn)樘嗟牡鞍踪|(zhì)需要金屬輔因子。”研究人員認(rèn)為，當(dāng)身體缺乏鋅時(shí)，ZNG1可確保將鋅輸送到最重要的含鋅蛋白質(zhì)中，這開辟了一個(gè)令人興奮的生物學(xué)新領(lǐng)域，有了這些調(diào)節(jié)因子，就可通過植入金屬來控制許多不同的生理過程。

總編輯圈點(diǎn)

金屬的伴侶蛋白是什么?你可以把它看作一個(gè)“轉(zhuǎn)運(yùn)商”，負(fù)責(zé)準(zhǔn)確地運(yùn)送，并交付金屬離子給目標(biāo)蛋白，全面參與并協(xié)助微量金屬在人體內(nèi)穿梭、激活、組裝、結(jié)合。此次“鋅伴侶”的發(fā)現(xiàn)，可以說讓人們找到了鋅發(fā)揮作用及維持細(xì)胞內(nèi)金屬平衡的“關(guān)竅”。除此之外，需要運(yùn)用金屬伴侶蛋白機(jī)制的可不止人體。對于農(nóng)作物來說，在抵抗重金屬、低溫、干旱、高鹽等脅迫危害時(shí)，這類伴侶蛋白也都發(fā)揮了極其重要的作用。(張佳欣)