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“我們真正感興趣的是，”UMass Amherst大學(xué)生物化學(xué)和分子生物學(xué)教授、該論文的資深作者Peter Chien說道，“細(xì)胞如何對壓力做出反應(yīng)。我們研究一類被稱為蛋白酶的酶，它們針對并破壞細(xì)胞內(nèi)的有害蛋白質(zhì)。這些蛋白酶可以有選擇地識別特定的、單個的蛋白質(zhì)單體蛋白。但它們是如何做到這一點的？它們?nèi)绾卧诮】档牡鞍踪|(zhì)和有害的蛋白質(zhì)之間進(jìn)行選擇？”

Chien和他的合著者專注于兩種特定的蛋白酶--Lon和ClpX，其中每一種都被精細(xì)地調(diào)整為識別不同的有害蛋白質(zhì)以回答這個問題。長期以來，人們認(rèn)為Lon和ClpX的功能類似于鑰匙：每一種只能打開一種鎖，而不是另一種，如果一個細(xì)胞缺少其中一種，就會產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用。

“如果你有過一個極其混亂的大學(xué)室友，”Chien說道，“你知道定期清空垃圾是多么重要。缺少Lon蛋白酶就像有一個從來不洗、不換、不打掃的室友。”

但在一系列將Lon從細(xì)菌細(xì)胞群中移除的實驗之后，Chien的團隊看到了一些奇怪的現(xiàn)象：一些菌落仍然活著。

這一觀察導(dǎo)致了他們的第一個發(fā)現(xiàn)。盡管它失去了一些ClpX的能力，但ClpX可以變異以執(zhí)行類似Lon的功能。這就好比為了保持寢室的清潔，開始清洗室友的襪子，但不得不犧牲一些自己的干凈衣服來這樣做。

在追蹤ClpX突變是如何讓蛋白酶擴大其功能的過程中，該團隊有了第二個發(fā)現(xiàn)：在適當(dāng)?shù)臈l件下，野生的、非突變的ClpX也能履行Lon的一些職責(zé)。

事實證明，ClpX對ATP高度敏感。ATP是一種有機化合物，是所有活細(xì)胞的能量來源。在ATP的正常水平下，ClpX專注于自己的職責(zé)，但在一個特定的、較低的閾值下，它會突然開始為Lon打掃衛(wèi)生。

Chien說道：“這是對細(xì)胞如何工作的基本理解的一個真正突破。它改變了規(guī)則：不僅細(xì)胞能量控制了細(xì)胞工作的速度，而且還控制了它的工作方式?！?/p>