摘要
除了生化信号和遗传因素外，机械力正迅速成为人类生理的主要调节因素。然而，在包括细胞、组织或器官水平在内的广泛尺度上调节力诱导功能的分子机制，相比之下还没有得到很好的理解。随着单分子纳米力学技术的出现、发展和完善，使单个蛋白质在校准力的作用下的构象动力学得以探测，我们已经开始获得调节单个蛋白质弹性的各种物理化学原理的全面知识。在这里，我们回顾了支持我们目前对单个蛋白质的弹性如何调节机械感应和机械传导的理解的主要进展。我们讨论了这一多产和蓬勃发展的领域目前的局限性和未来的挑战。
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确认
这项工作得到了弗朗西斯·克里克研究所的部分支持，该研究所的核心资金来自英国癌症研究所(FC001002)、英国医学研究委员会(FC001002)和威康信托基金会(FC001002)。A.E.M.B.是亨利·惠康爵士奖学金(210887/Z/18/Z)的获得者。这项工作得到了欧洲委员会(机械控制，拨款协议731957)，EPSRC奖学金(K00641X/1)， BBSRC sLOLA (BB/V003518/1)， Leverhulme信托研究领导奖(RL 2016-015)， Wellcome信托研究员奖(212218/Z/18/Z)和皇家学会沃尔夫森奖学金(RSWF/R3/183006)对s.g.m的支持。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
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相互竞争的利益
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同行评审
同行评审信息
自然评论感谢Yves Dufrene和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。
额外的信息
出版商的注意
施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
术语表
- Mechanosensing
-
一个广泛的术语，包括细胞能够感知来自环境的机械力的机制。
- 转导
-
细胞将机械刺激转化为生化信号的过程。
- 持续长度
-
测量蛋白质的硬度。热力使蛋白质聚合物方向随机化的特征长度。
- 域
-
大蛋白质中的功能或结构单位。
- 脯氨酸突变
-
将大块脯氨酸氨基酸插入蛋白质的机械钳区是一种破坏氢键并降低机械展开蛋白质所需力的方法。
- 抓住债券
-
在机械力作用下寿命延长的粘结。
- 滑键
-
在机械力作用下寿命缩短的键。
- 同种型
-
由相同基因或基因家族编码的高度相似的蛋白质家族的成员一些异构体具有相同的功能，而另一些则具有独特的功能。
- 守恒的
-
物种或基因组中相同或相似的序列，通过自然选择得以维持。
- 肌节
-
横纹肌组织最小的功能单位。每一个都是由蛋白质丝组成，在肌肉收缩和放松时互相滑过。
- 或者拼接
-
基因表达过程中允许单个基因编码多种蛋白质的过程。
- Z和m线
-
在肌节中，两条z线定义其边界。m线沿着肌节的中心，穿过肌凝丝的中间。
- 转录后修饰
-
翻译后的化学修饰，通常发生在蛋白质的氨基酸侧链上。在蛋白质力学的背景下，翻译后修饰可能会影响蛋白质的机械稳定性和折叠动力学。
- 伴护
-
一种蛋白质，其功能是协助另一蛋白质(客户)的折叠或展开过程。
- SecM-stalled核糖体
-
SecM是一种细菌蛋白质，当它在核糖体中被制造时就会停止。
- 易位
-
分子(蛋白质)穿过狭窄(生物)孔的过程。
权利和权限
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引用本文
Beedle, a.e.m.， Garcia-Manyes, S.机械生物学中单蛋白弹性的作用。Nat Rev Mater脱线(2022)。https://doi.org/10.1038/s41578-022-00488-z
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41578-022-00488-z
