Nature methods：快速解析膜蛋白的新技術
來自薩克生物研究學院的科學家們開發了一種可快速解析稱作整合膜蛋白（integral membrane proteins，himps）的一類特殊蛋白質三維結構的新技術，由於這類蛋白存在細胞表面是目前大約一半上市藥物的作用靶點，新技術或可為新治療提供更精確的靶標並加快藥物發現。相關研究論文發佈在5月20日的Nature Methods雜誌上。 免費索取：Illumina 2012推出的HiSeq 2500測序儀技術資料>> >> 生物通 www.ebiotrade.com生物通報道 來自薩克生物研究學院的科學家們開發了一種可快速解析稱作整合膜蛋白（integral membrane proteins，himps）的一類特殊蛋白質三維結構的新技術，由於這類蛋白存在細胞表面是目前大約一半上市藥物的作用靶點，新技術或可為新治療提供更精確的靶標並加快藥物發現。相關研究論文發佈在5月20日的《自然方法》（Nature Methods）雜誌上。生物通 www.ebiotrade.com
知道hIMPs的的確切三維形狀使得藥物開發人員能夠更深入地瞭解當前藥物作用的精確生物化學機制，從而開發出能夠靶向這些蛋白質的新藥。
文章的主要作者、薩克生物研究學院結構生物學實驗室教授Senyon Choe 說：“我們的細胞中包括有大約8000種這樣的蛋白質，然而多年來結構生物學家們已經知道三維結構，在整個領域中報道了的只有30種hIMPs。我們利用這一新技術在幾個月內解析了超過6種hIMPs。關於人類膜蛋白形狀的資訊非常有限，阻礙了結構驅動的藥物設計，我們的方法應該可以幫助解決這一問題，大大增加已知hIMP結構庫。”生物通 www.ebiotrade.com
整合膜蛋白附著在細胞膜上，作為吸收營養物、激素和藥物，清除廢物的通道，使得細胞能夠與環境溝通。大量的疾病，包括阿爾茨海默氏症、心臟病和癌症都與功能失常的hIMPs有關，從阿司匹林到精神分裂症藥物等大量的藥物都是靶向這些蛋白。
大多數的現有藥物被發現都是通過蠻力的方法在實驗室研究中篩選成千上萬的潛在分子以確定它們是否具有治療效應。給出與特殊疾病相關某個hIMP的三維結構藍圖，藥物研發者們就可以集中在最有可能與靶向hIMP互作的分子上，節約時間和成本。生物通 www.ebiotrade.com
過去由於難於從細胞中收穫hIMPs，也不易標記組成蛋白質的氨基酸（確定三維構象的一個關鍵步驟），因此解析hIMPs的結構是一件非常困難的事情。
“其中一個問題在於hIMPs在細胞中具有許多功能，因此如果你試圖操縱細胞讓多拷貝的hIMPs蛋白在細胞膜上，在你能夠收穫hIMPs之前細胞就會死亡，”文章的第一作者、Choe實驗室博士後研究人員Christian Klammt說。生物通 www.ebiotrade.com
為了解決這一問題，科學家們構建了一個細胞外環境，稱為無細胞表達系統來合成蛋白。他們利用了一種包含製造hIMPs所必需的生物化學元件的樹脂玻璃槽。這一系統為研究人員提供了足夠進行結構分析的蛋白質。
這種無細胞技術也使得研究人員能夠輕易地將標記的氨基酸加入到生物化學混合物中，隨後摻入到蛋白質中。當用核磁共振波譜法分析時，這些氨基酸會提供指示性的結構線索。核磁共振波譜法是一種利用原子的磁性確定分子的物理和化學特性的方法。生物通 www.ebiotrade.com
文章的共同第一作者、薩克生物研究學院研究員Innokentiy Maslennikov 說：“將標記的氨基酸導入活細胞生成的蛋白質中是非常困難和效率低下的。利用無細胞系統，我們能夠精確控制哪些氨基酸可用於蛋白質生產，給予了我們大量同位素標記的hIMPs。利用一種專有的標記策略我們設計了一種方法減少了需製備樣品的數量。”
先前的方法可能需要一年的時間來確定一個蛋白質的結構，但是使用他們的新方法，薩克生物研究學院的科學家們在18個月確定了6個hIMPs的結構。他們已經鑒別了超過38種hIMPs適合於用他們的技術進行分析，並預計將用於解析更多的結構。
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