它们一点也不“假”:深入研究假磷酸酶的功能
辛顿博士在新冠疫情前的美好时光里,发表了可能是世界上第一个采用呼吁和反应形式的关于蛋白质的科学讲座。
欣顿是威廉与玛丽学院生物系的副教授,在该校2017年的Tack教师讲座上,观众们高呼“激酶!和“磷酸酶!”这是她对被称为磷酸酶的酶的生化组装的介绍,主要面向外行人。
她的佳博体育是研究一组被称为假磷酸酶的酶的先驱,尤其是一种被称为MK-STYX的酶。长期以来,假磷酸酶一直被认为是研究的死胡同,但辛顿和其他几个佳博体育发现,这些蛋白质没有什么假的。
“我仍然在宣扬MK-STYX的福音,”她在最近的一次采访中说。“我将继续这样做,直到我死去的那一天。但我期待着在我的研究项目中添加更多的假磷酸酶。”
MK-STYX的福音正在传播。她的佳博体育对这种蛋白质的研究得到了美国国立卫生研究院和美国国家科学基金会的资助。Hinton是《伪磷酸酶MK‐STYX: MAP激酶磷酸酶的非典型成员》的作者,这篇文章在欧洲生化学会联合会的出版物《FEBS杂志》上有突出的特色。
FEBS杂志的这篇文章是一篇评论文章,本质上是对假磷酸酶,特别是MK-STYK的调查、发现和前景的概述。辛顿解释说,她第一次对MK-STYX感兴趣是在霍华德大学读博士的时候。在她的博士后和职业生涯的早期,她不断看到关于假磷酸酶的有趣论文。
磷酸酶的作用是附着在蛋白质中的磷酸基团上,然后将其删除。这种作用改变了蛋白质的功能。多年来,普遍的看法是,假磷酸酶是细胞世界中懒惰的姐夫:它们会抓住并抓住磷酸基。但他们不会完成删除的工作。
辛顿说,加州大学圣地亚哥分校的杰克·迪克森等佳博体育发表的证据表明,假磷酸酶并不是那么假。然后,另一篇论文发表说MK-STYX变异与尤文氏肉瘤的发展有关,这是一种儿科癌症。辛顿的佳博体育开始深入研究MK-STYX的实际作用。
“我们开始把MK-STYX的功能放在地图上,”她说。“我的佳博体育向科学界提供了MK-STYX的表型,其中一种表型是它可以诱导神经突。”
Hinton解释说,神经突是神经元发育的第一个阶段,这些特殊的细胞通过被称为突触的连接与其他细胞进行交流。她补充说,她的佳博体育的另一个贡献是发现MK-STYX在细胞应激反应途径中的作用,因为它倾向于减少应激颗粒的数量和大小。
“当细胞受到任何环境因素的压力时,它们有一种保护机制,这就是压力颗粒,”她说。“然而,如果压力颗粒的活动时间延长,可能会导致神经系统疾病。”
MK-STYX的这两种功能的发现为Hinton的佳博体育打开了研究可能性的大门。他们可以进行更详细的结构研究。
她说:“时机很好,因为现在我们有资金来研究这两个项目。”
多亏了辛顿和其他几位研究人员,假磷酸酶不再被视为死胡同。一些高通量研究佳博体育正在研究MK-STYX及其变体STYXL1与关节炎、糖尿病、甚至癌症和神经退行性疾病等疾病的联系。
辛顿在威廉与玛丽综合科学中心的佳博体育传统上主要由本科生组成。现在,她有三个硕士生,国家科学基金会的资助让她聘请了林恩·扎瓦达(Lynn Zavada)担任佳博体育技术员。她说,她的佳博体育在COVID期间仍然富有成效。
“形势很严峻,”她说。“但我的部门一直都很慷慨。如果我们写了特定的协议,完成了特定的表格,我们就可以进入佳博体育了。我们从8月份就在佳博体育里了。”
辛顿承认,在春天和初夏,她进入佳博体育的机会有限,所以进展“非常缓慢”。她指出,像许多生物学家一样,她的工作在很大程度上是“湿工作台”,这意味着他们需要在佳博体育里工作。她利用3月到7月这段缓慢的时间,提高了自己和学生的计算技能。
Hinton说:“我回去解决进化问题和其他需要计算方法的方面。”“我也给几个学生布置了这类项目。希望在明年,或者更短的时间内,我们能够从这方面发布内容。”
她选择了计算机科学或CAMS(计算与应用数学和统计学)专业的本科生参加计算项目。她每周都和他们见面。
“我强迫自己去学习,”她说。“这样我就可以和他们交流,告诉他们我想要什么。当我与其他有更多计算方法的佳博体育交流时,它也对我有所帮助。”
辛顿通过开设研究生水平的生物信息学课程,扩大了她对生物化学计算方面的新兴趣。这个班每周三面对面上课。每个学生选择一个感兴趣的基因或蛋白质来共同研究。她说,这对教授和学生来说都是一次学习经历。
“这是主动学习。我们一起学习,”她说。“我们必须努力度过难关,因为我们不想坐在家里。我没想过我会一直教这门课,但看到它进展得这么好,也许我会。”