最近发现的蛋白质结构域调节胶原蛋白运输

胶原蛋白是将我们的身体维系在一起的蛋白质。它在细胞内产生，必须从细胞内运输到结缔组织中的作用部位。负责识别胶原蛋白的蛋白质结构域以前曾被误认为是另一种的亚型。

德国波鸿鲁尔大学化学与生物化学学院的OliverArnolds博士和RaphaelStoll教授首次对这一领域进行了表征和命名。他们于2023年4月20日在NatureCommunications杂志上报道了TANGO1蛋白家族的所谓MOTH结构域。

胶原蛋白如何到达其作用部位

几乎所有拥有多个细胞的生物体都需要胶原蛋白来将它们的身体结合在一起。在某些哺乳动物中，它占体重的30%。胶原蛋白是一种巨大的蛋白质，产生于所谓的内质网，即细胞内的细胞器。然后它必须从细胞器和细胞中输出，因为结缔组织中细胞之间的空间需要它。

称为TANGO1的蛋白质家族负责识别和运输胶原蛋白。这些蛋白质由1,000多个氨基酸组成，确实非常大。TANGO1蛋白有时会扩散到各种细胞器和细胞质中。当TANGO1蛋白检测到成熟的胶原蛋白时，它会支持隧道状脂质连接的形成，将胶原蛋白从其制造地点运输到其作用部位。

独特的结构

为了执行这些机制，TANGO1有一个特定的域，即具有定义的3D结构的功能区域。“到目前为止，我们假设这个域类似于所谓的SH3结构，并将其视为子结构，”RaphaelStoll说。

然而，在当前的研究中，他和OliverArnolds通过核磁共振波谱证明，TANGO1的胶原蛋白识别域与典型的SH3域之间存在结构差异。这些差异在生物化学方面是如此重要，以至于他们保证将这个TANGO1域称为一个单独的结构。因此，他们将这个胶原蛋白识别域命名为MOTH。“这个名称是完全采用这种结构的四种蛋白质的首字母缩写词：MIA、Otoraplin、TALI/TANGO1同源性，”RaphaelStoll解释说。

MOTH域的发现提供了对进化的见解，因为脊椎动物和昆虫等无脊椎动物都需要胶原蛋白。“MOTH领域在进化方面非常古老，大约有几亿年，”RaphaelStoll指出。

然而，随着无脊椎动物与脊椎动物的分离，域在进化过程中发生了变化。“我们假设这个过程与几种不同胶原蛋白的进化同时发生。虽然昆虫只有一种胶原蛋白，但人类被发现有28种不同的胶原蛋白。这些发现有助于提高我们对胶原蛋白输出过程的理解，并可能证明对未来的纤维化药物开发，”Stoll总结道。