膜蛋白的结构在以上彩虹的颜色显示。这种蛋白质,酶,将甲基组到其他蛋白的Ras(以灰色显示)内的膜(图中蓝色部分)。
概要
科学家在斯隆凯特林研究所解决了一个完整的膜蛋白的结构,在基本的生物化学,也可能导致新的癌症治疗的一大进步。
每一秒钟数以百万计的化学反应发生在你的细胞,点燃生命的火花。糖和氧结合以产生二氧化碳,水和能量。穿梭离子跨膜,使神经元射击。
大部分这些重要的化学反应就没有酶的帮助下进行。这些特别的蛋白质分子带来一起。化学媒人有助于形成原子之间的成功耦合,加速反应。
结构生物学家知道了不少关于如何酶引起的化学反应但有一个重要的警告:大部分所谓的担忧溶酶,它自由漂浮在细胞内的水那么如何嵌入膜酶工作认识..
“这几乎就像倒带时钟50年,说:” 龙肇辉,结构生物学家在斯隆 - 凯特林研究所正在研究这些难以捉摸的演员“关于酶的催化反应在膜称即使今天很。少“。
即使在今天,关于酶催化反应在膜所知甚少。
斯蒂芬B.龙
斯蒂芬B.龙
生物学家结构
这主要是因为膜蛋白结晶比蛋白质更难。这种晶体是一种必要的X射线晶体学的第一步,这是科学家如何往往决定了蛋白质的形状。没有晶体结构,无。
但新的技术让科学家们抓住膜蛋白和摆脱他们的奥秘。经过十年的工作,龙博士和他的同事们已经确定的一个重要膜酶称为ICMT结构,其中蛋白质添加甲基基团。这种结构有助于我们理解膜酶生化把握也建议他们可以靶向治疗癌症和其他疾病。
抛光过的蛋白质
你可以把以上作一组特定的蛋白质在装配线的最后一站它增加了最后的果 - 在这种情况下,甲基 - 对蛋白,使它的功能。
长期的实验室产生了浓厚的兴趣,因为它是一个以上的膜嵌入的酶,必须克服几个障碍执行功能的一个很好的例子.ICMT本身是疏水性的,或害怕水。但它必须与分子是亲水性的互动,或喜水。
“这种情况是不是不像试图溶解油和醋在你的沙拉酱。您可以一起混合他们,但他们永远分成不同的阶段,“博士龙说。
为了适应这些不同的具有约束力的合作伙伴,或基板,以上必须有一个独特的形状,在某种程度上克服了这些障碍。但与X射线晶体学确定形状证明棘手。
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在排得到你的熊
做一个好的晶体,蛋白质需要定期和重复的方式对齐。一些蛋白质的形状,更容易使这样的均匀性,而其他不利于。医生将这种情况比作一盒橡皮糖。
“如果你摇盒子,橡皮熊可能都有头和手臂在一个重复的模式联锁线路,” 他说。“但如果熊更圆,你可以想象它会更难将它们都以同样的方式。你不会有很一致的相互邻近的熊“。
该ICMT酶就像是一个圆形的橡皮糖熊。它不容易形成重复的布置。苏博士龙的团队首先需要稍微改变其形状。他们决定附上称为monobody分子,这是类似的抗体只小得多。
潜水员博士试图使晶体出超过70种以上的蛋白质之前找到一个工作。红色的花甲虫终于奏效了。
“什么是本质上是种附帽酶 - 熊”,他说 “这顶帽子的独特形状允许ICMT使重复的相互作用形成的晶体。”
的其他创新技术小组使用是脂质立方相结晶。使用这种方法,而这是嵌入在模仿细胞膜lipidlike环境中,他们可能会结晶ICMT。
一个长在实验室以前的研究生,梅林达的潜水员,谁现在是追求在加州旧金山大学的博士后研究,做了所有的结晶的工作自己。博士潜水员试图找到一个工作之前做的结晶,从70余种ICMT蛋白质。红色的花甲虫终于奏效了。
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针对以上目标的拉斯
新的结构提供了关于膜的酶怎样可引起反应,使用位于内和在膜的外面的衬底诱人的线索。 “有在酶一点槽到其中的疏水性基材可以从膜扩散,”博士龙解释道。 “然后还有用少量帽翻转打开以允许水溶性基体来在隧道。”该最终结果是具有附连甲基的蛋白质。
一个200种左右蛋白质ICMT修改以这种方式的是RAS,其在癌症常见的突变。 RAS突变基本上停留在开启位置。它标志着细胞没有停止增长。用药物靶向ICMT可能是治疗RAS导致的癌症的一种方法。没有它的甲基RAS将能够少自身插入到细胞膜的功能。
该团队计划测试这个假设看的ICMT种抑制剂可以控制实验室的拉斯驱动肿瘤生长的未来
还有工作要做,完全理解催化工程在酶的活性部位。
“从治疗的观点和生化,我们有很多事情要做,” 龙博士说。
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