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人体内钙粘蛋白如魔鬼毡,越粘越紧

人身的肉体组织为什么可以如此结实地粘合在一起?科学家发现一种特殊的蛋白——钙粘蛋白(cadherins)起到重要作用,把细胞紧密地粘合在一起。

人体内钙粘蛋白如魔鬼毡,越粘越紧基于钙粘蛋白的细胞连接的结构蛋白的主要相互作用。肌动蛋白丝(actin filament)连接到α辅肌动蛋白(α-actinin),通过纽蛋白(vinculin)连接到膜上。纽蛋白的头部通过α-,ß-和γ-连环素连接到E-钙粘蛋白。纽蛋白尾部结合到了膜脂和肌动蛋白丝。钙粘蛋白是人体内重要的一种蛋白,负责神经、心脏、胎盘和皮肤等多种人体组织之间的粘合,帮助这些细胞组织维持功能和形状。这些体积较大、棒状的蛋白在细胞壁内负责细胞内外信息的传递。它们既可以和本细胞内的其它钙粘蛋白绑定,也可以和其它细胞上的钙粘蛋白绑定。科学家最早在四十多年前发现这种蛋白,可是一直困惑的是,单个这类蛋白之间的绑定力度很弱。“关于细胞和组织之间的胶水,还有重要的问题没有答案。”美国科罗拉多大学波德分校(University of Colorado Boulder)化学和生物工程学教授施瓦兹(Daniel K.Schwartz)说“这些蛋白之间的绑定力度看起来很弱,而组织内的细胞却能牢固地粘合在一起,看来我们对这些蛋白的了解还存在很大的空白。”3月9日发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的研究终于有助于填补这项空白。这份研究发现,虽然单个这个蛋白之间的绑定力度很弱,但是多个蛋白粘合在一起,具有像“魔鬼毡”一样的效果,使得粘合效果更强、更经久。不仅同个细胞内的蛋白绑定更牢固,细胞之间的绑定也更牢固——绑定力度可达单个蛋白之间绑定力度的30倍。而且一旦形成绑定,它们之间的结合还会越来越紧密。“魔鬼毡”就是尼龙搭扣,由两条织物组成,一条表面覆有环状结构,另一条表面覆有钩状结构。将两条织物用力压紧时,钩与环相结合,形成紧固的状态。这份研究的主要作者科罗拉多大学波德分校(University of Colorado Boulder)化学和生物工程系的汤普森(Connor Thompson)说:“更好地了解这些蛋白,有助于设计仿真度更高的人体组织,或者发明有特定标靶和更有效的抗癌药物。”汤普森说,例如可以设计出新的抗癌药物,通过阻断这些钙粘蛋白之间的相互作用,停止或减缓肿瘤细胞上新血管的形成,从而减缓肿瘤的生长。

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