Science:新技術能夠研究天然的膜蛋白,有望引發疾病研究變革

2020-11-27 生物谷

2018年11月19日/

生物谷

BIOON/---在生物中，膜保護我們所有的細胞和它們內部的細胞器，包括作為細胞能量工廠的線粒體。膜上鑲嵌著由蛋白組成的分子機器，從而能夠讓分子貨物從中進出。

因此，研究這些處於天然狀態的鑲嵌在膜中的分子機器對於理解疾病機制和提供新的治療靶標至關重要。然而，目前用於研究它們的方法涉及將它們從膜上移除，這能夠改變它們的結構和功能特性。

圖片來自CC0 Public Domain。

如今，在一項新的研究中，來自英國牛津大學和倫敦帝國理工學院等研究機構的研究人員證實利用質譜方法能夠分析膜內作為一個整體存在的完整蛋白機器的結構。相關研究結果發表在2018年11月16日的Science期刊上，論文標題為「Protein assemblies ejected directly from native membranes yield complexes for mass spectrometry」。

論文通訊作者、牛津大學研究員Carol Robinson說，「我們事先並不確定這是否會奏效；我原以為膜環境太複雜，我們不能夠理解研究結果。令人高興的是，它給我們提供了關於一類重要的藥物靶標的全新視角。」

已有了新的發現

這種技術涉及讓樣品在超聲頻率下振動，這樣細胞就開始裂解。然後，電流施加的電場將這些蛋白機器從膜中彈出，並直接將它們提供給一臺質譜儀---一種能夠根據質量檢測分子化學'特徵'的儀器。

這些膜蛋白機器不僅能夠在這種彈出中存活下來，而且這種分析還揭示了它們彼此之間如何溝通，如何被引導到它們的最終位置上並將它們攜帶的分子貨物運輸到細胞中。

倫敦帝國理工學院生命科學系的Steve Matthews教授說，「隨著質譜的不斷發展，這種方法在生物學中的應用將被提升到一個新的水平，這樣就可利用它來取得之前不可能取得的發現。」

倫敦帝國理工學院生命科學系的Sarah Rouse博士說：「如今，一個長期存在的關於線粒體膜蛋白機器結構的問題已用這種技術解決了。線粒體是特別令人關注的，這是因為有幾種專門針對它們的疾病，我們如今可能能夠為這些疾病設計新的療法。」（生物谷 Bioon.com）

參考資料：Dror S. Chorev1, Lindsay A. Baker2, Di Wu et al. Protein assemblies ejected directly from native membranes yield complexes for mass spectrometry. Science, 16 Nov 2018, 362(6416):829-834, doi:10.1126/science.aau0976.

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