北京中科白癜风医院坑不坑 http://www.bdfyy999.com/Photo/zhongketianshi/1014.html责编丨兮生物基因组编码的蛋白质中，整合膜蛋白约占30%；而一半以上的药物作用靶点，都是膜蛋白。无论从科学角度阐明膜蛋白的功能和作用机理，还是从应用上协助药物开发，都需要其三维结构信息。膜蛋白结构解析的难点在于不易得到足量稳定有活性的蛋白，进一步的结晶更加困难。尽管冷冻电镜的技术进步已经革新了整个结构生物学领域，然而对于较小的膜蛋白（kDa或更小）仍然困难，其结构精度也尚未普遍达到晶体学的高分辨水平。因此，对于这些膜蛋白来说，特别是对于需要近原子分辨率水平的情况，晶体学仍然是膜蛋白结构解析的利器。年12月18日，圣路易斯华盛顿大学栗卫凯课题组在ScienceAdvances杂志上发表了文章Terminirestrainingofsmallmembraneproteinsenablesstructuredeterminationatnear-atomicresolution，实现了对较小的膜蛋白晶体结构解析方法的研究突破。该文发明了一种新的膜蛋白工程手段，称为“末端约束”。它将偶次跨膜蛋白的氨基和羧基端用另一个可溶耦合蛋白（coupler）相连。这样通过约束膜蛋白的两端防止它去折叠和变性；同时，耦合蛋白提供了一个晶体堆积的框架。末端约束的膜蛋白保持了功能，并且大部分都展示了更高的细胞内稳定性和胞外热稳定性，最终能得到更多的有效蛋白。这篇文章里耦合蛋白用了分拆的超级折叠绿色荧光蛋白(splitsuperfolderGFP,sfGFP)为例。当偶次跨膜蛋白表达与折叠后，sfGFP的氨基和羧基部分会重新组合成功能实体，绿色荧光的呈现不仅意味着蛋白的正确折叠，同时帮助分析正确的细胞定位。结晶实验中，即使初始晶体极小，也可以在荧光显微镜下判断是否为蛋白质晶体，无需银染及X射线测试。作为耦合蛋白，sfGFP在晶体堆积中起着关键作用。膜蛋白结晶困难的重要原因之一是它们能形成分子间接触的亲水部分较少或者柔性太大。而sfGFP能以多样的方式与其自身或膜蛋白形成稳定大面积的晶体堆积。同时，这种末端约束方式降低了膜蛋白内部运动的自由度，使之更易结晶。而且，缩短末端约束的长度能够大幅度提高晶体的分辨率（达2.0埃）。不仅如此，耦合蛋白能用来做分子置换和提高电子密度图质量，而不需要繁琐的实验手段来解决相位问题。而且大部分密度图都能达到90%自动建模，从晶体数据开始一般一两天就能解完结构。该文借助于这种方法获得了共15个晶体结构，其中包括五个本来困难程度很高的人源和其他脊椎动物的膜蛋白，以及一个作为参照的细菌膜蛋白DsbB。这六个膜蛋白分属几个不同的功能家族，说明了此方法的应用广泛性。作为参照的DsbB结构与以前结果相比总体基本不变，但高分辨率下展示了以前没有发现的三连体催化机理。总之，末端约束方法简单有效。耦合蛋白不一定限定于sfGFP，也可以是其它可拆分的蛋白或蛋白质复合体。应用这种方法，膜蛋白晶体结构解析变得常规而简便，极大地提高了较小膜蛋白结构解析的效率和可行性。文章的第一作者刘世轩比喻说，这是项羽所谓的“一人敌”与“万人敌”的区别。膜蛋白结构解析以前每一个都需要用不同的方式或者大规模筛选来克服困难，但末端约束有希望成为一个迅速解决许多膜蛋白的结构的主要方法。同时，获得大量稳定折叠的活性膜蛋白对于生物化学和生物物理研究以及医学应用（比如抗体开发）也至关重要。原文链接：
