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研究生对所谓“死”酶的研究证明了它们的重要性

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Natarajan Kannan和Annie Kwon在一项研究中对31520个伪激酶序列进行了分类。(图片来源:多萝西·科兹洛夫斯基)

四月对安妮·权来说很重要。这位生物信息学的博士生成功地完成了她的论文答辩,她在一篇论文中被列为第一作者,该论文揭示了一种以前被认为无用的酶在生命的所有领域普遍存在,事实上在细胞通信中发挥着重要作用。

Kwon与佐治亚大学教授Natarajan Kannan和一组研究人员合作,对这些酶进行了广泛的调查,并揭示了它们将细胞信号伙伴结合在一起,帮助它们更有效地工作。

这项研究发表在科学的信号在利物浦大学的研究之旅中,她与坎南实验室的长期合作者帕特里克·艾尔斯(Patrick Eyers)合作。权女士是第一批通过UGA-University of Liverpool研究生交换项目获得奖学金的学生之一,该项目为她在2018年4月的访问提供了资金。

该项目源于Kannan和Eyers之间的对话,是通过UGA-University of Liverpool的Pump-Priming Grant项目实现的跨机构合作的结果。

“Patrick是伪激酶专家,在与他交谈后,我们意识到在伪激酶领域有一个很大的缺口,”Kwon说。“其中一些在人类身上得到了很好的研究,但没有人真正在其他生物体中寻找它们。仅仅从最初的观察来看,我们发现它们在其他生物体中也很常见,尤其是在细菌中,这是出乎意料的。”

在细菌中发现了如此多的伪激酶序列,使得研究小组继续寻找,研究变得更加全面。最终,他们将近3万个真核生物、1500个细菌和20个古菌伪激酶序列划分为86个家族,其中包括大约30个以前未知的家族。

富兰克林艺术与科学学院生物化学和分子生物学副教授坎南说:“我们的研究首次表明,假激酶在不同物种中普遍存在,在植物和真菌中也有很好的代表性。”

蛋白质激酶是与一系列疾病,特别是癌症有关的一类酶。它们在细胞中开启和关闭信号——这是细胞相互交流的关键部分。伪激酶是一种相关蛋白质,缺乏产生开启和关闭信号所需的机制,多年来,它们被认为是进化中的剩余物而被忽视。

Kwon、Kannan和Kannan实验室的其他研究生进行的调查比较了不同生物体的基因组,首次表明这些所谓的“死”酶在多个物种中普遍存在。UGA-University of Liverpool团队和其他人的后续研究进一步揭示,假激酶通过在细胞环境中将其他信号伙伴聚集在一起而发挥重要作用。尽管假激酶本身不提供开启/关闭信号,但它们有助于其他酶更有效地工作。

植物、真菌和细菌中的伪激酶还没有受到太多关注,Kannan相信药物发现和生物技术有巨大的潜力。例如,一些已被证明在植物免疫和应激中发挥作用,这一功能可以重新用于生物技术应用。他计划探索如何以植物和真菌中的伪激酶为靶点,并了解它们的功能,他希望找到佐治亚大学的合作者。

“佐治亚大学在植物研究方面是世界领先的,有很多人在研究真菌系统,”坎南说。“校园里可能会有人发现这些信息非常有价值。”

今年5月毕业的权某正在结束研究课题,准备工作。她理想的职位是制药公司的药物研发,她在Kannan实验室的激酶和假激酶的经验为她提供了坚实的基础。

“这个领域有很多有趣的生物学问题,尤其是我们的研究,”她说。“我们看到这项研究以许多不同的方式分支,从药物研究到植物研究,再到弄清更多关于细菌如何工作的研究。”

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