Science:科學家成功解析關鍵肌肉組分的原子晶體結構

2014年7月28日 訊 /生物谷BIOON/ --肌動蛋白是機體中最豐富的蛋白質，也是我們機體運動的基礎，而且含有肌動蛋白的細胞和組織都具有運動的能力，比如肌肉收縮、心臟跳動、神經細胞交流等等，而當腫瘤細胞從腫瘤組織中逃逸後這種運動就變得相當危險了，腫瘤細胞就發生了擴散。

近日，刊登在國際雜誌Science上的一篇研究論文中，來自賓夕法尼亞大學的研究人員通過研究揭示了肌動蛋白絲如何形成基本的肌肉結構-肌節；在許多蛋白的幫助下，肌動蛋白分子可以聚合形成絲狀結構從而產生許多不同形狀的結構，而肌動蛋白絲具有兩極性：正極和負極，當其處於不穩定狀態時就會反應其失去或者獲得亞單位的天然趨向。

研究者Yadaiah Madasu博士表示，這項研究中我們描述了原肌球調節蛋白如何同肌動蛋白絲緩慢生長端進行作用，從臨床研究角度講，原肌球調節蛋白的突變會引發異常肌動蛋白束的積累，從而引發線狀體肌病或者其它骨骼肌障礙。

肌動蛋白絲負極結構信息的缺失往往會嚴重限制我們對原肌球調節蛋白帽狀肌動蛋白的理解，文章中研究者闡明了原肌球調節蛋白-肌動蛋白複合物的原子晶體結構，對該結構的解析和分析或許可以幫助研究者們理解原肌球調節蛋白分子為何可以沿著肌動蛋白絲負極形成纏繞結構，也可以幫助研究者們理解原肌球調節蛋白突變的分子機制以及引發心臟疾病等障礙的原因。

目前研究人員正在研究一種名為平滑肌蛋白的肌肉蛋白，該蛋白質類似於原肌球調節蛋白，但是其和原肌球調節蛋白功能完全不同，平滑肌蛋白主要參與肌肉的修復等機制。（生物谷Bioon.com）

Mechanism of actin filament pointed-end capping by tropomodulin

Jampani Nageswara Rao, Yadaiah Madasu, Roberto Dominguez*

Proteins that cap the ends of the actin filament are essential regulators of cytoskeleton dynamics. Whereas several proteins cap the rapidly growing barbed end, tropomodulin (Tmod) is the only protein known to cap the slowly growing pointed end. The lack of structural information severely limits our understanding of Tmod’s capping mechanism. We describe crystal structures of actin complexes with the unstructured amino-terminal and the leucine-rich repeat carboxy-terminal domains of Tmod. The structures and biochemical analysis of structure-inspired mutants showed that one Tmod molecule interacts with three actin subunits at the pointed end, while also contacting two tropomyosin molecules on each side of the filament. We found that Tmod achieves high-affinity binding through several discrete low-affinity interactions, which suggests a mechanism for controlled subunit exchange at the pointed end.