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研究发现过氧化物酶体来源于内质网

2005-10-20 08:27 bioguider 生命经纬 阅读 0
核心摘要: 研究发现过氧化物酶体来源于内质网。通过在酿酒酵母中实时拍摄过氧化物酶体的生物合成过程,研究者们发现Pex3蛋白首先在内质网中定位,然后移向过氧化物酶体。进一步研究发现Pex19蛋白与Pex3关系密切,缺少Pex19会导致Pex3无法离开内质网。这些发现表明内质网是过氧化物酶体生物合成的起始点。
        过氧化物酶体(peroxisome)在真核细胞中的来源如何?研究者们对于这个问题一直没有明确的答案:有些学者认为过氧化物酶体类似于高尔基体(the  Golgi),来源于内质网(endoplasmic  reticulum;ER);但另一些学者则认为过氧化物酶体与线粒体(mitochondria)更为相似,是一个自治的实体。现在,Tabak和他同事们终于解决了这个难题,向我们展示了过氧化物酶体来源于内质网的研究报告。

        作者以酿酒酵母为材料,制作了一个实验系统用于实时拍摄过氧化物酶体的生物合成过程。他们集中对内在膜蛋白(integral  membrane  protein;部分或全部嵌入膜内,有的则跨膜分布)---peroxin-3(Pex3)进行研究,因为这个蛋白对于过氧化物酶体的生物合成是必不可少的。他们制作了一个酵母株。这种酵母可以被诱导产生内源性的荧光标记的Pex3(Pex3–YFP)。具体的诱导机理是将编码这些基因的序列置于半乳糖(Galactose)诱导型的启动子之后,并将细胞放在有半乳糖的培养基中培养一段时间;一旦缺乏半乳糖的诱导,那么Pex3和过氧化物酶体就会消失。

        使用这个酵母株,Tabak和同事们还制作了另外两个株系。一株酵母中的内质网持续表达荧光信号,另外一株是过氧化物酶体持续表达荧光信号。然后,他们使用半乳糖来诱导过氧化物酶体的再形成(reformation)。观察Pex3–YFP直到过氧化物酶体形成,他们发现Pex3–YFP最先出现的地方,是持续表达荧光信号的内质网所处的位置。随后,这些蛋白质通过类似点状的结构移向成熟、荧光标记的过氧化物酶体。生物化学实验证实了这些发现。

        接下来,作者监测了Pex3–YFP在野生型细胞中的移动情况:再次发现该蛋白先在内质网处累积,然后移向过氧化物酶体。从这些实验可以看出,Pex3到达过氧化物酶体之前先定位于内质网似乎是野生型细胞的正常生理过程。

        在报告的最后一部分,Tabak和同事们聚焦研究了Pex19,一种与Pex3关系密切并对过氧化物酶体的生物合成同样必不可少的胞质蛋白(cytosolic  protein)。他们发现,如果缺少Pex19,那么Pex3就不能成功地离开内质网,并且发现两种蛋白在过氧化物酶体的生物合成初期时的细胞内定位保持一致。据此,他们得出结论:“……在内质网中定位的Pex3招募了Pex19蛋白分子,刻画了一个导入其他过氧化物酶体膜蛋白的区域,进而允许第二步过氧化物酶体发育过程的继续……”。



        参考文献:ORIGINAL  RESEARCH  PAPER

        Hoepfner,  D.  et  al.  Contribution  of  the  endoplasmic  reticulum  to  peroxisome  formation.  Cell  122,  85−95  (2005)  

        FURTHER  READING

        Schekman,  R.  Peroxisomes:  another  branch  of  the  secretory  pathway?  Cell  122,  1−2  (2005)
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