科学家们在分子水平上揭示了细胞死亡是如何开始的

　　细胞的死亡是有规律的。如果出现太多，会导致退行性疾病。太少的话，细胞就会变成肿瘤。线粒体，细胞的发电厂，在这种程序性细胞死亡中发挥作用。荷兰格罗宁根大学(University of Groningen)和美国匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的科学家们对线粒体如何接收到自我毁灭的信号有了新的认识。他们的研究结果发表在《分子生物学杂志》上。

　　细胞是如何杀死自己的?这一过程的细节尚不清楚。格罗宁根大学固态核磁共振光谱学副教授Patrick van der Wel正在与匹兹堡大学的同事们合作，研究细胞死亡是如何在分子水平上开始的。他解释说:“线粒体膜起着关键作用。”心磷脂是一种特殊的膜脂，是一种重要的信号。“如果它在细胞膜内重新洗牌并被氧化，就会引发细胞死亡。”

　　另一个因素是小蛋白细胞色素c，它在线粒体的能量产生中起着重要作用，但它也可以与心磷脂结合。“我们相信它可以控制心磷脂的氧化，这是程序性细胞死亡起始过程的一部分，”范德威尔解释说。以前人们认为细胞膜上细胞色素c的展开很重要，因为这允许它氧化心磷脂，这是触发细胞死亡的一个步骤。然而，在之前的一篇论文中，Van der Wel和他的美国同事发表了细胞色素c没有展开的证据。

　　“在我们的新研究中，我们更详细地研究了细胞色素c和线粒体膜之间的相互作用，”范德威尔说。他们使用固态核磁共振来检测蛋白质中所有105个氨基酸的位置和状态。氨基酸中两个相连的碳原子的核磁共振信号取决于它们如何与分子中的其他原子相互作用。因此，碳原子的测量光谱可以显示它们位于哪个氨基酸中。这些信息可以用来了解蛋白质的结构，即使它不是有序的。

　　“此外，通过这种技术，氨基酸只在蛋白质结构的固定部分可见。如果它在一个展开的部分，它可以更自由地移动，变得不可见。”因此，固态核磁共振光谱可以显示蛋白质的哪些部分是折叠的或未展开的。“我们发现，当细胞色素c附着在线粒体膜上的心磷脂上时，它并没有完全展开。”

　　蛋白质以特定的顺序折叠:第一次折叠引发第二次、第三次，依此类推。这些步骤被称为折叠。我们在实验中看到，当与细胞膜结合时，细胞色素c中的不同折叠在不同阶段展开。有些部分根本不展开。”这一发现解释了Van der Wel和他的同事们的研究结果与之前的研究结果之间的差异:这些研究过于粗糙，无法清楚地看到细胞色素c的哪些部分仍然折叠。

　　这些结果很有趣，因为它们提供了在分子水平上如何调节程序性细胞死亡的基本见解。“他们证实了我们之前的观点，即细胞色素c对心磷脂的氧化是一个控制良好的特定过程。”此外，了解蛋白质的哪些部分展开意味着将有可能开发出稳定或破坏它们的药物。这类药物可以用作增加或减少程序性细胞死亡的调节剂。Van der Wel:“我们希望利用我们的数据为这种蛋白质相互作用构建一个现实的计算机模型，这样就有可能在计算机上设计这些药物。”

　　我们体内的细胞不断更新。新细胞“诞生”，旧细胞死亡，这一过程通常被称为“程序性细胞死亡”。这种类型的细胞死亡必须严格控制。如果发生太多，就会导致退行性疾病，太少，细胞就会变成肿瘤。程序性细胞死亡的一个重要步骤是一种蛋白质(称为细胞色素c)与线粒体膜的结合，线粒体是细胞内的发电厂。科学家们现在已经发现，细胞色素c在这一重要步骤中部分展开，他们可以确定蛋白质的哪些部分被折叠或展开。这可能会导致药物的发展，通过增加或减少展开来调节程序性细胞死亡。