微管蛋白是一种在细胞结构和功能中起关键作用的蛋白质。它是微管的主要成分，微管是一种长的中空纤维，提供结构支撑，帮助细胞分裂，赋予细胞形状，并作为在细胞内移动分子货物的轨道。
微管蛋白有两种类型：α-微管蛋白和β-微管蛋白。它们一起形成二聚体（两部分）构建块，自发组装成微管，微管经历进一步的连续组装和拆卸循环。

微管蛋白编码
为了微调微管，二聚体经历各种翻译后修饰（PTM），这是合成后发生的化学修饰，可以影响它们的结构、活性以及与其他分子的相互作用。
两个重要的PTM发生在α-微管蛋白的非结构化尾部：多谷氨酰化，增加谷氨酸氨基酸链，脱酪氨酸，去除最终的酪氨酸氨基酸。这些PTM和其他PTM一起存在于稳定的微管中，例如神经元中。
PTM的组合形成了科学家所说的“微管蛋白密码”，它与微管的特定功能有关。微管蛋白PTM对微管的正常功能至关重要。
PTM的失调与各种疾病有关，包括癌症、神经变性和发育障碍。因此，了解微管蛋白PTMs的重要性对于提高我们对这些疾病的认识和开发潜在的治疗方法至关重要。问题是，控制这种PTM模式的机制还没有被很好地理解，主要是因为我们没有工具来剖析微管蛋白PTM的功能和调节。

“设计师”微管蛋白帮助破解微管蛋白密码
EPFL和日内瓦大学（UNIGE）的科学家现在开发了一种化学方法来设计携带翻译后修饰（PTM）精确组合的全功能微管蛋白。这项研究由Beat Fierz教授（EPFL）和Charlotte Aumeier助理教授（UNIGE）领导，与Pierre Gönczy（EPFL和Carsten Janke（居里研究所）的实验室合作，深入了解了特异性PTM如何调节细胞中微管蛋白的功能。
该方法使用化学酶蛋白质剪接将用不同程度的聚谷氨酸修饰的合成α-微管蛋白尾部连接到人类微管蛋白分子上。使用这些“设计微管蛋白”，研究人员首次组装出均匀修饰的微管。
研究人员还发现，α-微管蛋白的聚谷氨酰化通过增强蛋白质复合物血管舒缩素/SVBP的活性来促进其去酪氨酸作用，血管舒缩蛋白/SVBP是负责这种修饰的关键酶。研究小组通过改变活细胞中聚谷氨酸的水平并观察其对酪氨酸去除的影响，证实了他们的发现。
这项研究提出了一种设计具有特异性PTM的微管蛋白的新方法，并揭示了控制微管蛋白功能的两个关键调控系统之间的新相互作用：聚谷氨酰化和脱酪氨酸。
用确定的PTM生产微管蛋白的新方法可以促进我们对其分子功能的理解，并为这些PTM的失调如何导致疾病提供见解。
基于这项工作，Fierz和Aumeier的实验室，以及弗里堡大学的Jens Stein和维也纳ISTA的Michael Sixt，获得了瑞士国家科学基金会的Sinergia资助，以研究微管蛋白PTM如何控制迁移免疫细胞中的细胞骨架。

来源：
https://www.news-medical.net/news/20230629/Scientists-use-designer-tubulins-to-crack-the-tubulin-code.aspx

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