新技术研究天然的膜蛋白 有望引发疾病研究变革

  在生物中,膜保护我们所有的细胞和它们内部的细胞器,包括作为细胞能量工厂的线粒体。膜上镶嵌着由蛋白组成的分子机器,从而能够让分子货物从中进出。

  因此,研究这些处于天然状态的镶嵌在膜中的分子机器对于理解疾病机制和提供新的治疗靶标至关重要。然而,目前用于研究它们的方法涉及将它们从膜上移除,这能够改变它们的结构和功能特性。

  图片来自CC0 Public Domain。

  如今,在一项新的研究中,来自英国牛津大学和伦敦帝国理工学院等研究机构的研究人员证实利用质谱方法能够分析膜内作为一个整体存在的完整蛋白机器的结构。相关研究结果发表在2018年11月16日的Science期刊上,论文标题为“Protein assemblies ejected directly from native membranes yield complexes for mass spectrometry”。

  论文通讯作者、牛津大学研究员说,“我们事先并不确定这是否会奏效;我原以为膜环境太复杂,我们不能够理解研究结果。令人高兴的是,它给我们提供了关于一类重要的药物靶标的全新视角。”

  已有了新的发现

  这种技术涉及让样品在超声频率下振动,这样细胞就开始裂解。然后,电流施加的电场将这些蛋白机器从膜中弹出,并直接将它们提供给一台质谱仪---一种能够根据质量检测分子化学'特征'的仪器。

  这些膜蛋白机器不仅能够在这种弹出中存活下来,而且这种分析还揭示了它们彼此之间如何沟通,如何被引导到它们的终位置上并将它们携带的分子货物运输到细胞中。

  伦敦帝国理工学院生命科学系的教授说,“随着质谱的不断发展,这种方法在生物学中的应用将被提升到一个新的水平,这样就可利用它来取得之前不可能取得的发现。”

  伦敦帝国理工学院生命科学系的博士说:“如今,一个长期存在的关于线粒体膜蛋白机器结构的问题已用这种技术解决了。线粒体是特别令人关注的,这是因为有几种专门针对它们的疾病,我们如今可能能够为这些疾病设计新的疗法。”(生物谷 Bioon.com)

  参考资料:

  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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