休斯顿大学(UH)医学院的一名研究人员发现,人体内的蛋白质可以减少高渗、细胞内水分和溶质失衡的不利影响。高渗导致细胞萎缩,最终导致细胞死亡。这一发现可能对包括脑肿瘤引起的水肿、自身免疫性疾病和肾脏损害在内的多种疾病都有意义。

UH医学院生物化学临床教授Raj Kumar说:“我们发现了一种叫做活化T细胞核因子5(NFAT 5)的蛋白质,它在高渗情况下可以调节张力”。

他们在《pNAS》上报告了他的发现。NFAT5在保护细胞免受组织压力的有害影响方面起着至关重要的作用,比如肾脏,这些组织的液体体积波动很大。当NFAT5被激活时,它表达保护性osmolytes,这是一种影响体液平衡和帮助维持细胞完整性的小溶质。Kumar发现渗透压载体的工作并不止于此。在共生过程中,它们也可能激活NFAT5。

Kumar说:“NFAT5使渗透压细胞和渗透压细胞作用于NFAT5,使其形成结构,从而激活基因。”

NFAT5基因序列中的前200个氨基酸本质上是有序的,没有结构,没有明确的形状。Kumar发现渗透压细胞增加了该区域的结构,一旦形成,NFAT5与其他蛋白质相互作用,其中一些蛋白质对维持细胞功能至关重要。

这种蛋白质-蛋白质的相互作用是任何转录因子的自然功能。Kumar说:“与结构NFAT5相互作用的蛋白质之一是高迁移率组蛋白(HMGI-C),它可以抑制细胞凋亡或程序性细胞死亡。”

水的重要性

如果你曾经拥有过一个植物,你就知道水对生命有多重要。毫不奇怪,水在人类身上扮演着同样的角色,约占细胞质量的70%。对于人体内的70万亿个细胞来说,每一个细胞都需要水和溶质的平衡来完成它的任务,确保身体、器官和组织都能正常工作。

但这种微妙的平衡有时会受到干扰,就像水从植物细胞中渗出导致植物死亡一样,当水从人体细胞中渗出时,通过渗透作用,细胞死亡始于细胞开始萎缩。

Kumar说:“哺乳动物细胞具有适应性反应,在各种形式的压力下都能提高存活率。细胞通过积累osmolytes来适应高渗压力,这种渗透压可以通过允许水渗透进入细胞来补偿高渗环境引起的细胞体积减少。”

这一发现增加了细胞内离子强度和高渗压引起的渗透压升高激活并稳定NFAT5的可能性。

原文检索:NFAT5, which protects against hypertonicity, is activated by that stress via structuring of its intrinsically disordered domain

(生物通:伍松)