科學(xué)家們將四種核磁共振技術(shù)結(jié)合起來，首次解析了兩個重要蛋白之間的關(guān)鍵相互作用。文章于六月二十四日發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊PNAS雜志上。

這項研究展示了分子伴侶與無序蛋白的結(jié)合過程，這樣的相互作用廣泛存在于生物界。分子伴侶能與較小的無序蛋白結(jié)合，并幫助它們形成特定的構(gòu)象，這是保證蛋白正確折疊的重要機制。

研究人員對膠囊狀的細(xì)菌分子伴侶GroEL，和無序的β-淀粉樣蛋白（A-beta）進(jìn)行研究，A-beta是阿爾茨海默癥中的核心蛋白。人們對這兩種蛋白都很熟悉，但并不清楚GroEL膠囊是如何開啟并捕獲目標(biāo)的。

NMR能夠反映蛋白之間的相互作用及其動力學(xué)，但單一的NMR往往不能提供全面的信息。為此，美國國立衛(wèi)生研究院NIH的研究人員將四種不同的NMR技術(shù)結(jié)合起來，成功解析了A-beta與GroEL結(jié)合時的結(jié)構(gòu)和動態(tài)。這項研究的資深作者是NIH的Marius Clore，第一作者Nicolas Fawzi目前是布朗大學(xué)分子藥理學(xué)的助理教授。

研究人員發(fā)現(xiàn)，GroEL只在兩個疏水位點與A-beta結(jié)合，使較小的A-beta蛋白可以在多種構(gòu)象間轉(zhuǎn)變。這兩個蛋白并沒有全程結(jié)合在一起，而是在不斷的解離和重新結(jié)合。事實上，A-beta會時不時地在GroEL的結(jié)合腔中跳躍。

“我們利用四種NMR獲得了豐富的信息，包括蛋白結(jié)合時的結(jié)構(gòu)、蛋白解離/重新結(jié)合的頻率，以及蛋白在不同位點的活動，”Fawzi說?！把芯匡@示，A-beta在結(jié)合時并沒有形成特定的結(jié)構(gòu)，而是保持著構(gòu)象的靈活性?！?/SPAN>

研究人員指出，GroEL的這種松散方式，使它能夠結(jié)合多種不同的無序蛋白，同時也節(jié)省了能量。如果要在捕獲初期強迫蛋白形成特殊構(gòu)象，就需要更多的能量，而這樣做并不劃算。

研究顯示，GroEL在初始結(jié)合后關(guān)閉，將目標(biāo)蛋白完全裝入膠囊。此時，分子伴侶才會投入能量，促使蛋白以正確的方式折疊。

對于分子和結(jié)構(gòu)生物學(xué)家來說，這種將NMR技術(shù)混合使用的方式，可以幫助他們闡明之前難以解析的相互作用?！斑@種方法可以為人們展示，更多大型蛋白機器的作用機制，不只是GroEL，”Fawzi說。