威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種強大的新技術(shù)，可以產(chǎn)生蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的“電影”，速度高達(dá)每秒50幀。
資深作者、威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院麻醉學(xué)研究特聘教授西蒙·舒林博士及其同事開發(fā)了這種新方法，以更好地了解生物分子如何隨著時間的推移而發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。雖然這一領(lǐng)域的研究人員通常會對靜態(tài)蛋白質(zhì)和其他分子進(jìn)行精細(xì)成像，以分辨單個原子的位置，但所得到的結(jié)構(gòu)圖像或模型只是快照。記錄分子結(jié)構(gòu)的動力學(xué)——制作電影——是一項更加艱巨的挑戰(zhàn)。該研究的第一作者是威爾康奈爾大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究生院的博士生蔣怡寧。
在他們4月17日發(fā)表在《自然結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)》雜志上的研究中，研究人員使用了一種相對較新的測量技術(shù)，稱為高速原子力顯微鏡(HS-AFM)，該技術(shù)采用極其靈敏的探針掃描分子表面，從本質(zhì)上感覺它們的結(jié)構(gòu)。作為一項關(guān)鍵的創(chuàng)新，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種方法來分離他們的目標(biāo)分子，一種單一的蛋白質(zhì)，從而避免了蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用的影響，實現(xiàn)了更快、更精確的掃描。
研究人員將他們新的單分子HS-AFM方法應(yīng)用于一種名為GltPh的蛋白質(zhì)，這是一種位于細(xì)胞膜上的“轉(zhuǎn)運體”，將神經(jīng)遞質(zhì)分子引導(dǎo)到細(xì)胞中。這類轉(zhuǎn)運蛋白是結(jié)構(gòu)生物學(xué)家最喜歡研究的目標(biāo)之一，因為它們具有復(fù)雜而令人費解的動力學(xué)，以及它們在健康和疾病中的重要性。
研究人員獲得了GltPh的動態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，具有前所未有的高空間和時間分辨率和穩(wěn)定性，因此他們可以連續(xù)幾分鐘記錄GltPh結(jié)構(gòu)的微小波動。這類蛋白質(zhì)中一個尚未解決的現(xiàn)象被稱為“漫游”動力學(xué)，這意味著據(jù)報道，分子在沒有明顯原因的情況下，會在高活性模式和低活性模式之間發(fā)生功能變化。這項工作揭示了GltPh的一種以前未見過的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，轉(zhuǎn)運體被鎖定并在功能上處于休眠狀態(tài)，揭示了“漫游”動力學(xué)的基礎(chǔ)。
研究人員強調(diào)，他們正在不斷嘗試優(yōu)化的新方法可以推廣到其他蛋白質(zhì)的研究中，包括膜嵌入蛋白質(zhì)?？偟膩碚f，他們說，這項工作開辟了新的可能性，可以在蛋白質(zhì)活動和休息的周期中，每時每刻追蹤蛋白質(zhì)的精確結(jié)構(gòu)。
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-4） | 
