細(xì)胞信號相互作用對于生物機(jī)體來說意義重大，那么細(xì)胞膜上的脂質(zhì)，或者說是脂肪在這個過程中扮演了什么樣的角色呢？來自美國伊利諾斯大學(xué)，上海交通大學(xué)的研究人員發(fā)表了題為“Genome-wide Functional Annotation of Dual-Specificity Protein- and Lipid-Binding Modules that Regulate Protein Interactions”的文章，解析了其中的機(jī)制，并將這一成果公布在3月22日Cell出版社旗下Molecular Cell雜志上。

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文章的通訊作者是伊利諾斯大學(xué)化學(xué)教授Wonhwa Cho，以及上海交通大學(xué)盧輝（Hui Lu，音譯），后者也是伊利諾斯大學(xué)生物工程副教授。
蛋白是細(xì)胞功能和調(diào)控關(guān)鍵信號的執(zhí)行機(jī)器，其功能是通過形成復(fù)雜嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南嗷プ饔谜{(diào)控網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的，迄今為止，大多數(shù)科學(xué)家們都認(rèn)為細(xì)胞蛋白相互作用十分緊密，特異性強(qiáng)，然而這篇文章的研究人員指出事實(shí)上并非如此。

來自伊利諾斯大學(xué)的Wonhwa Cho教授從事細(xì)胞膜研究已逾二十年，他一直認(rèn)為細(xì)胞膜膜脂在調(diào)控細(xì)胞蛋白相互作用方面扮演了重要角色，為了能證明這一點(diǎn)，他與其同事共同完成了一項(xiàng)全基因組范圍內(nèi)的分析研究，希望能了解這些脂質(zhì)是否，以及如何完成這一功能的。
 
細(xì)胞蛋白相互作用是通過所謂的蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域，即PIDs（protein interaction domains）介導(dǎo)的，在大型蛋白中存在一些小分子結(jié)構(gòu)單元，幫助特異性識別相互作用對象。
研究人員進(jìn)行了全基因組PIDs特征分析，希望從中能找到有多少PIDs被膜脂調(diào)控，以及如何調(diào)控的。首先他們篩選聚焦于PDZ結(jié)構(gòu)域，這是一種人類細(xì)胞中大量存在的結(jié)構(gòu)域，而且這也是藥物研發(fā)的靶標(biāo)之一——發(fā)展基于蛋白相互作用的治療方法是生物醫(yī)藥研究中的一大重點(diǎn)領(lǐng)域，因此需要深入探討蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)。

人體細(xì)胞中存在大量的PDZ結(jié)構(gòu)域，要想通過實(shí)驗(yàn)把它們都分析清楚，不太實(shí)際，因此這一研究組聯(lián)合生物信息學(xué)專家，共同進(jìn)行生物信息學(xué)分析，預(yù)測分類所有脂質(zhì)調(diào)控PDZ結(jié)構(gòu)域的功能，在這一過程中，他們采用了一種來自Cho教授實(shí)驗(yàn)室博士后助理Yong Chen以及研究生Ren Sheng總結(jié)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。
zui終研究人員發(fā)現(xiàn)了“出乎意料大量”PDZ結(jié)構(gòu)域——超過30%的PDZ結(jié)構(gòu)域能與不同膜脂相互作用，這些脂質(zhì)調(diào)控其細(xì)胞位置，以及蛋白之間的相互作用。

而且不同PDZ結(jié)構(gòu)域在不同機(jī)制中能被不同脂質(zhì)調(diào)控，這為針對大量人類疾病中PDZ結(jié)構(gòu)域細(xì)胞活性特異性調(diào)控的藥物研發(fā)，打開了一扇窗。
除此之外，這一研究組還利用這種PDZ分析方法，研究其它主要蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域，他們已經(jīng)收集了大量的數(shù)據(jù)，將很快再次報道這些其它結(jié)構(gòu)域脂質(zhì)作用的相關(guān)成果。下一步這一研究組將研發(fā)一種新型特異性小分子，這種小分子能調(diào)控脂質(zhì)與蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域的結(jié)合，從而用于操控引發(fā)癌癥，糖尿病，其它炎癥，以及代謝疾病的異常細(xì)胞信號途徑。

來源：生物通