加拿大麦吉尔大学生化系和古德曼癌症研究所的科学家新近发现，哺乳动物大脑使用一种特殊的方式对一种特别的蛋白质4E-BP2进行修改，从而导致了蛋白质正常功能的改变。目前，大脑蛋白质合成研究和记忆研究日益受到重视。专家认为，此次研究成果属于该领域取得的重要成就，在了解人类大脑的工作机理研究上前进了重要的一步。相关文章发表在3月25日出版的《分子细胞》杂志上。
当我们的记忆形成时，神经细胞或神经元之间使用专门的联接通过电脉冲进行相互交流。为了加强这些专门的联接，神经元就需要新的蛋白质，这些新蛋白质即是用于各种形式的蜂窝活动所需的关键分子。
这种特别的蛋白质的代号为4E-BP2，在神经系统中它控制了产生新蛋白质的整个过程，即蛋白质的合成或转移，这是研究人员的主要研究焦点。在此之前，还没有任何人知道可将4E-BP2蛋白质通过化学方法进行修改。据研究小组负责人比蒂诺斯蒂博士介绍，他们所发现的蛋白质修改，控制了蜂窝蛋白质合成的形式。这种修改还似乎影响了神经元之间的相互沟通能力。同时，这种修改也是影响记忆过程的一个因素。
加拿大卫生研究所科研主管菲利普斯博士认为，更好地了解大脑中蛋白质的合成，对神经学研究工作非常重要；特别是该项新发现表明，修改的蛋白质可能对记忆过程有直接的影响，该项成果对最终攻克治疗记忆丧失等问题有重要价值。
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Molecular Cell 10.1016/j.molcel.2010.02.022
Postnatal Deamidation of 4E-BP2 in Brain Enhances Its Association with Raptor and Alters Kinetics of Excitatory Synaptic Transmission
Michael Bidinosti, Israeli Ran, Maria R. Sanchez-Carbente, Yvan Martineau, Anne-Claude Gingras, Christos Gkogkas, Brian Raught, Clive R. Bramham, Wayne S. Sossin, Mauro Costa-Mattioli, Luc DesGroseillers, Jean-Claude Lacaille, Nahum Sonenberg
The eIF4E-binding proteins (4E-BPs) repress translation initiation by preventing eIF4F complex formation. Of the three mammalian 4E-BPs, only 4E-BP2 is enriched in the mammalian brain and plays an important role in synaptic plasticity and learning and memory formation. Here we describe asparagine deamidation as a brain-specific posttranslational modification of 4E-BP2. Deamidation is the spontaneous conversion of asparagines to aspartates. Two deamidation sites were mapped to an asparagine-rich sequence unique to 4E-BP2. Deamidated 4E-BP2 exhibits increased binding to the mammalian target of rapamycin (mTOR)-binding protein raptor, which effects its reduced association with eIF4E. 4E-BP2 deamidation occurs during postnatal development, concomitant with the attenuation of the activity of the PI3K-Akt-mTOR signaling pathway. Expression of deamidated 4E-BP2 in 4E-BP2?/? neurons yielded mEPSCs exhibiting increased charge transfer with slower rise and decay kinetics relative to the wild-type form. 4E-BP2 deamidation may represent a compensatory mechanism for the developmental reduction of PI3K-Akt-mTOR signaling.
