Nature 子刊：蛋白互作如何驅動細胞凋亡？

「健康的身體取決於嚴格按規定執行的細胞分裂和死亡，波鴻 「Resolv」 卓越電子順磁共振光譜研究組 Stephanie Bleicken 博士說。「當它們失控時，癌症和神經退行性疾病就會發生。」 細胞凋亡是身體擺脫損害、老化或不需要的細胞的重要安全機制。

Bcl-2 蛋白家族決定細胞何時開始凋亡，一些家族成員通過諸如打開線粒體膜孔、釋放引發凋亡底物等行為誘導細胞凋亡進程。另一些 Bcl-2 家族成員阻止膜孔開放，防止細胞凋亡。因此，Bcl-2 蛋白的相互作用是了解細胞凋亡的關鍵。

在這項新研究中，研究人員利用熒光相關光譜學（fluorescence correlation spectroscopy）量化了一個小型 Bcl-2 相互作用網路，包括 cBid，Bax 和 Bcl-xL 3 個主要成分，並在一個大致模擬細胞的環境中研究了這些蛋白質網路。

「活細胞內存在不同分子相互作用和無數反應，」 蒂賓根大學教授 Ana García-Sáez 說道。「為了理解複雜網路的各個組成部分，需要藉助一個最初的高度簡化環境，然後繼續添加新組建。」 本文的研究人員在模擬細胞質或線粒體膜的環境中進行研究。免費索取蛋白相互作用技術手冊

蛋白質的相互作用很大程度取決於環境。研究人員通過比較細胞質環境和膜環境中的蛋白質，結合先前的研究結果，發現結果之間存在矛盾。最新研究發現，Bcl-xL 的 C 末端螺旋決定了它的結合偏好。在生理溫度下，Bax 能在自我激活過程中自發活化。Bas 還能招募 Bcl-xL 到細胞膜上。研究還解開了 Bcl-2 複合物形成的層次：Bcl-xL 與 cBid 的聯合無論發生在溶液中（模擬細胞質）還是膜上，複合體都是穩定的。而 Bcl-xL 與 Bax 的結合只發生在膜上，並且親和力比 cBid 低，反而導致 Bax 的逆向轉運。

由此推斷與細胞質相比，膜的蛋白互作方式有所不同。「由於膜的相互作用決定了細胞凋亡的開始，因此這是一個重大發現，」García-Sáez 說。「Bcl-2 蛋白負責調節細胞凋亡，細胞凋亡又與癌症等疾病密切相關。理解這些蛋白質的功能對開發新藥物來說是一個好起點。」

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