Nature新文章闡析重要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能機(jī)制
日期:2013-10-30 09:10:25
LIMP-2蛋白對(duì)于人類和動(dòng)物均是至關(guān)重要的。如果缺失這一蛋白(例如,由遺傳病引起),一種不明特性的物質(zhì),有可能是脂類,就會(huì)在生物體內(nèi)累積。直到現(xiàn)在,科學(xué)家們還不清楚這種蛋白質(zhì)的樣子以及它的確切功能。
來(lái)自德國(guó)比勒費(fèi)爾德大學(xué)化學(xué)系的Michael Schwake博士正針對(duì)這一蛋白開展研究,從而為未來(lái)的治療掃清道路。與德國(guó)、加拿大和美國(guó)的同事展開合作,他現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)LIMP 2具有一種新型的蛋白質(zhì)折疊以及一種納米顯微小運(yùn)輸通道。研究人員將他們的研究結(jié)果于10月27日發(fā)表在全球知名的科學(xué)期刊《自然》(Nature)上。
蛋白質(zhì)是由氨基酸所構(gòu)成。盡管這些氨基酸就像沿著一條繩索一樣排列成行,它們卻能夠生成一種扭曲的螺旋和片層三維結(jié)構(gòu)。而正是這種折疊使得它們能夠影響生物細(xì)胞?!拔覀冋诮獯a蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,以闡明它們內(nèi)部的生物化學(xué)過(guò)程發(fā)生的機(jī)制,”Schwake說(shuō)。
為了研究LIMP-2,Schwake來(lái)自加拿大多倫多大學(xué)的同事們獲得了這種蛋白的結(jié)晶。隨后,他們采用X射線衍射分析確定了它的晶體結(jié)構(gòu)?!爱?dāng)分析這一構(gòu)象時(shí),我們檢測(cè)到了迄今為止從未在其他蛋白質(zhì)中描述過(guò)的一種蛋白質(zhì)折疊,”Schwake說(shuō)。
LIMP-2存在于人體的每個(gè)細(xì)胞中。它主要是定位在細(xì)胞的溶酶體,在那里它確保了一種特殊的酶能夠到達(dá)溶酶體。溶酶體是細(xì)胞的“胃”,它們能夠分解有害和無(wú)用的物質(zhì)。一種叫做β-葡糖腦苷脂酶(beta-glucocerebrosidase)的特殊酶負(fù)責(zé)分解脂類。如果該酶發(fā)生缺陷或是不能到達(dá)溶酶體,這些脂類將會(huì)發(fā)生累積。生物化學(xué)家們懷疑,這是引起高雪氏癥(Gauchers Disease),這一導(dǎo)致肝脾腫大的疾病的原因。
Schwake的研究揭示了LIMP-2運(yùn)送這種酶的機(jī)制。LIMP-2蛋白具有一個(gè)包含數(shù)個(gè)螺旋的“頭部”, β-葡糖腦苷脂酶就停泊在這一頭部。Schwake說(shuō):“我們還設(shè)法證實(shí)了這一蛋白具有一條通道,它就是借助這一通道將物質(zhì)運(yùn)送通過(guò)溶酶體膜。很有可能。這一通道被利用來(lái)運(yùn)送脂類離開了溶酶體。通過(guò)比較LIMP-2和相關(guān)蛋白的結(jié)構(gòu),其中有兩種蛋白已知能夠結(jié)合和運(yùn)輸脂類,我們確定了這一點(diǎn)。比較結(jié)果表明,LIMP-2具有相同的能力?!?/SPAN>
作為一名生物化學(xué)家,Schwake的工作并非開發(fā)一種治療,而對(duì)于基礎(chǔ)研究,即開發(fā)蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的運(yùn)作機(jī)制感興趣。“人們可以利用我們的研究結(jié)果來(lái)開發(fā)出治療疾病的物質(zhì)。通過(guò)我們的研究,我們現(xiàn)在了解了配體如何結(jié)合到LIMP-2頭部,以及如何通過(guò)這一通道運(yùn)送脂類的機(jī)制。在這些位點(diǎn)特意破壞這種結(jié)合將是阻止這一過(guò)程的一種途徑,”Schwake說(shuō)。