在一项新的研究中，德克萨斯大学阿灵顿分校(University of Texas at Arlington)的生物学教授兼主席克莱·克拉克(Clay Clark)探索了一类负责杀死细胞的酶的祖先。这些酶，被称为效应半胱天冬酶，提供了对细胞死亡过程的深入了解，以及在疾病状态下如何操纵细胞死亡。
Clark说:“如果药物开发者想要针对癌细胞，他们可以激活caspases来执行杀死细胞的正常功能。”“但我们首先需要分离癌细胞的caspase，而不改变它们在正常细胞中的活性。问题是，我们如何才能在不干扰其健康邻居的情况下，针对肿瘤细胞的活动。”
这项名为“Evolution of the folding landscape of effector caspases.”的研究发表在《生物化学杂志》上。
自10亿多年前真核生物出现以来，细胞就有了效应半胱天蛋白酶。随着时间的推移，半胱天冬酶从一种蛋白质进化到12种蛋白质，在细胞生长和分裂过程中发挥各种功能。为了了解它们的进化过程，克拉克的实验室使用了一种被称为“祖先状态重建”的计算方法，以重现6.5亿年前caspases 3、6和7的优势蛋白序列。
半胱天蛋白酶是细胞凋亡的中心成分。在癌症状态下，细胞关闭caspases并绕过细胞死亡过程。Clark研究的一个目标是了解效应者caspases在健康条件下是如何工作的。一旦了解了这些蛋白质的正常功能，克拉克的团队就可以发现在疾病状态下激活这些蛋白质的方法，从而在保留健康细胞的同时摧毁异常细胞。
通过研究祖先的特征和追踪蛋白质进化成多个成员，克拉克的团队发现了caspases 3、6和7之间的共性和差异，这可以在不破坏健康细胞活性的情况下，使肿瘤细胞中的蛋白质被分离激活。
科学学院院长Morteza Khaledi说，这项研究的结果将推动人类减轻癌症影响的斗争。
“通过使用祖先状态重建的创新方法，克拉克博士的团队已经发现了关于健康人体基本构件的重要信息，”Clark说。“这项研究揭示的知识为我们抗击癌症提供了另一件武器。”
Journal Reference:
Suman Shrestha, A. Clay Clark. Evolution of the folding landscape of effector caspases. Journal of Biological Chemistry, 2021; 297 (5): 101249 DOI: 10.1016/j.jbc.2021.101249