科学家首次看到酶端粒酶的内部工作

“首次，我们有一个端粒酶的框架或蓝图，”研究人员卢卡斯苏萨克说。这里说明了端粒酶的“催化核心”。

癌症，衰老相关的疾病和其他疾病与一个称为“端粒酶”的重要酶密切相关。UCLA研究人员在杂志中报告了这一次曾经神秘的酶的最深切的科学理解，其催化核心 - 现在的大部分活动发生 - 现在可以在近原子分辨率中看到。

“我们现在看不到时钟的脸，我们看到内部的组件是如何互动的，”加州大学学院化学教授和学习高级作者的化学和生物化学教授Juli Feigon说。“在每个步骤中，我们缩放更近，看到越来越多的细节，现在不能只是酶的样子推断，也可以如何运作。知道这可能导致开发靶向酶的特定部位的新药。“

除了报告最高水平的细节水平，在下面的动画中显示的动画中，研究人员在制作DNA过程中首次报告了它们的捕获酶。

“我们第一次拥有端粒酶的框架或蓝图，”Feigon的实验室和联合主导作者的UCLA博士后学者卢卡斯苏萨克说。“我们知道人们有端粒酶突变并生病，但我们没有了解这是如何成为的，除了了解他们的端粒酶不起作用。现在我们可以说问题是端粒酶内的特定网站，也许可以看出为什么酶有时不正常工作。为了治疗疾病，首先我们必须找到问题发生的位置，现在这是可能的。当然，还有步骤。“

端粒酶的主要工作是将DNA维持在端粒，人体染色体末端的结构。当端粒酶未激活时，每次细胞叠，端粒都会更短。当发生这种情况时，端粒最终变得如此短暂的是细胞停止垂涎或模具。

成京人表示，含有异常活性的端粒酶的细胞不能持续重建其保护染色体盖，不会死亡，他也是加州大学生的分子生物学研究所的成员，并将是基因组和蛋白质组学学院能源研究所的联合国能源研究所的副委员。随着时间的推移，这是有害的，因为DNA误差积聚和损伤细胞。端粒酶在癌细胞中特别活跃，使癌症能够生长和蔓延。

Feigon的研究团队使用称为“四环肌科热道”的单细胞微生物进行了研究，该研究通常存在于淡水池塘中。端粒酶的组分在四重形塞中相对众所周知，是首次发现端粒酶和端粒的生物体。端粒酶的中央催化核心在所有生物体中相似，包括人类。

端粒酶含有专门的“逆转录酶”或蛋白类别，具有四个主要区域和几个子区域。在这项研究中，科学家们在酶的逆转录酶中揭示了一种称为“陷阱”的大型先前未捕获的子区域。而不是从DNA复制到RNA - 通常DNA使得RNA使得蛋白质 - 逆转录酶使用RNA制备DNA;特别是众所周知的一种是HIV逆转录酶，许多药物的目标。

虽然其他逆转录酶可以复制任何任意RNA序列并使DNA出来，端粒酶的逆转录酶仅复制特异性六个核苷酸RNA，并且使得许多时间进行长度以制备长链DNA。（核苷酸是DNA和RNA的结构块。）陷阱在将小型DNA上添加到染色体的末端来扮演至关重要的作用，以防止它们缩短每次细胞均匀。

研究人员首次报告了陷阱的结构，形状和意义，以及它与其相互作用的地区。

“科学的喜乐是你是世界上第一个看到重要的人的时刻，”国家科学院成员的成本说。“当我们得到它并思考我们解决了一系列谜题时，我记得看待这种结构，是唯一见过这个的难题。这是非常令人兴奋。”

费龙的研究团队正在学习区域如何互动并互相沟通。在2015年的学习中的学习中，Feigon及其同事报告了一个名为“十”的主要区域的位置。现在研究人员报告了十个和陷阱的结构，以及它们如何彼此相互作用，并且用端粒酶RNA。研究人员在细胞中报告了许多科学家归因于十个地区的科学家归因于十个地区的科学家们扰乱了与陷阱的互动。

这是第一次研究人员在制备DNA过程中看到端粒酶。研究人员在将核苷酸添加到催化核中生长的DNA链后立即捕获端粒酶。（催化核心由端粒酶的逆转录酶和RNA组成。）

对抗癌症的研究有什么意义？癌细胞保持繁殖，对此发生，端粒酶必须高效 - 它不在健康细胞中。为了减少这一点，知道如何靶向酶活性是有用的。这项新研究通过提供关于目标部分的线索，使这一目标更接近现实。

“我们对端粒酶的作用以及组件如何合作，”我们非常深入了解，“Susac说。“这些相互作用中的每一个都可能是目标的点，并且可能破坏或增强端粒酶的功能。精确将非常重要;只需用锤子击中端粒酶就不会起作用。端粒酶是许多生物中的一种非常中央和独特的酶。现在我们有瞄准的地方。“

科学家们使用称为“冷冻电子显微镜”的技术，使它们能够以非凡的细节查看酶，并使用计算建模来解释其数据。研究团队在几个领域拥有专业知识，包括生物化学，分子生物学，计算生物学和生物物理学。

其他提交人是jiansen江，一位联合主导作者和前UCLA博士后学者，现在在国家卫生研究院;姚强王，联合主导作者和UCLA博士后学者在雪原的实验室; Feigon的前UCLA研究生Henry Chan; RITWIKA BASU，FIIGON的UCLA博士后学者培训博士学位;加州纳米系统研究所的纳米纳米纳米山上电子成像中心主任Z. Hong Zhou。

该研究得到了国家卫生研究院，国家科学基金会和UCLA临床和翻译科学研究所资助，该研究所是国家卫生校长推进翻译科学中心的国家研究所支持。

出版物：贾氏江，等人，“具有端粒体DNA的端粒酶结构，”2018年细胞; DOI：10.1016 / J.Cell.2018.04.038