細胞蛇,捆縛代謝的繩索

先貼題注(立個慣例flag):

Liu, J. The Cytoophidium and Its Kind : Filamentation and Compartmentation of Metabolic Enzymes. 1–24 (2016). doi:10.1146/annurev-cellbio-111315-124907

上海科技大的劉冀瓏老師在做這個方向的研究~

Cytoophidium 是細胞蛇,那麼細胞蛇是什麼呢?

細胞蛇是一種由同源或異源多聚酶組成的類細胞骨架結構,具有調節細胞內代謝等一系列功能,在原核到真核生物中具有高度的保守性,與某些疾病,如癌症的發生有關。

可以說,細胞蛇是內膜系統之外,廣泛分布於生物界中的另外一種細胞分區的方式

只有真核生物才有細胞分區?No,不存在的,細菌也是有的。

(微生物學中就學到了細菌細胞膜內陷形成的結構)

細胞蛇具有多樣化的結構,其本質是蛋白質首尾相連組成的,在形成結構的過程中自然會出現長短粗細的不同,其結構及形成過程可參考 微絲-肌動蛋白actin-微絲結合蛋白 之間的關係。 關於微絲:為什麼原核生物的細胞質不能流動,但是真核生物的可以? - 孤星客的回答 - 知乎

zhihu.com/question/2715

還有一些特殊的形態結構,其功能目前仍不清楚。

我們將細胞蛇的組成蛋白稱之為絲狀形成蛋白(Fliament-forming Proteins),一些在數學模型上推測可以形成絲狀的蛋白質在細胞內卻並未觀察到,而在體外特殊環境下可以形成絲狀結構,值得注意的是,細胞蛇形成與酶活調節之間的關係,同源多聚酶多會抑制酶活,而異源多聚酶則是促進酶反應,其機理或許與酶活性部位的分布有關。

以本菜雞之見,細胞蛇的研究將成為與多細胞生命系統起源一樣高度的研究。

有這麼幾種蛋白質屬於絲狀形成蛋白。

比較典型的兩類組成細胞蛇的酶,CTPs和IMPDH:

CTPs的生物學功能與催化特點

IMPDH的功能及其與GMP合成的關係

可以看出,這兩種酶有著一定的相關性,而事實上,細胞內核苷酸的水平也確實調解著這兩種細胞蛇的組裝,在結構上也可以看出來兩種細胞蛇之間的關係:

細胞蛇的發生與裝配和細胞所處的時期及細胞類型密切相關:

在分子機理上,與單位酶的水平及一些蛋白質因子有關:

下面是細胞蛇的生理功能:

以上,就是本專欄第一篇文獻報告,與您分享一個有趣的細胞結構。


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