威爾康奈爾醫(yī)學院的研究人員已經開發(fā)出一種強大的新技術，可以產生蛋白質結構變化的“電影”，速度高達每秒50幀。
資深作者、威爾康奈爾醫(yī)學院麻醉學研究特聘教授西蒙·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)生結構變化。雖然這一領域的研究人員通常會對靜態(tài)蛋白質和其他分子進行精細成像，以分辨單個原子的位置，但所得到的結構圖像或模型只是快照。記錄分子結構的動力學——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生物醫(yī)學研究生院的博士生蔣怡寧。
在他們4月17日發(fā)表在《自然結構與分子生物學》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，稱為高速原子力顯微鏡(HS-AFM)，該技術采用極其靈敏的探針掃描分子表面，從本質上感覺它們的結構。作為一項關鍵的創(chuàng)新，科學家們發(fā)現(xiàn)了一種方法來分離他們的目標分子，一種單一的蛋白質，從而避免了蛋白質與蛋白質相互作用的影響，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方法應用于一種名為GltPh的蛋白質，這是一種位于細胞膜上的“轉運體”，將神經遞質分子引導到細胞中。這類轉運蛋白是結構生物學家最喜歡研究的目標之一，因為它們具有復雜而令人費解的動力學，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)結構數(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結構的微小波動。這類蛋白質中一個尚未解決的現(xiàn)象被稱為“漫游”動力學，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構狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，轉運體被鎖定并在功能上處于休眠狀態(tài)，揭示了“漫游”動力學的基礎。
研究人員強調，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的研究中，包括膜嵌入蛋白質?？偟膩碚f，他們說，這項工作開辟了新的可能性，可以在蛋白質活動和休息的周期中，每時每刻追蹤蛋白質的精確結構。
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-4） | 
