作者:Osamu Nureki 来源:《自然》 发布时间:2013-3-30 13:45:16
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科学家确定一重要蛋白分子结构
 
有一种蛋白质在帮助细胞除去毒素中发挥至关的重要作用,但也因为将靶向细胞的一些抗生素和癌症药物踢除在细胞之外,而影响着这些药物的效力。近日来自日本的研究人员确定了这一重要蛋白质的详细分子结构。
 
该蛋白质是定位在细胞膜上的,一种多药及毒性化合物外排( multidrug and toxic compound extrusion transporter, MATE)转运蛋白。科学家们还发现了一种分子能够阻止这一蛋白质的活性。这些研究发现为对抗抗生素耐药,增大癌症治疗效力提供了新方法。研究论文报告在3月27日的《自然》(Nature)杂志上。
 
从前科学家们做出过不少的努力,试图鉴别出能够阻断MATE转运蛋白的化合物,但均未获得成功。其部分原因在于研究人员对于这些蛋白质的运作机制知之甚少。但在过去的三年里,科学家们在绘制转运蛋白详细结构图谱方面取得了一些进展。两个实验室已经对两种细菌MATE蛋白的结构进行了解析,揭示出了蛋白质将毒素排出细胞外的一种机制。
 
最新的研究以比之前更高的分辨率,绘制了来自嗜热古细菌Pyrococcus furiosus的第三种MATE蛋白的图谱。由东京大学生物物理学家Osamu Nureki领导的一个研究小组,报告称这一膜结合蛋白的形状就像一个“V”字,有一个开口端面朝着细胞外。Nureki和研究小组认为,当一个质子在MATE蛋白细胞外侧上一个位点与之结合时,蛋白质的其中一个区段形状会由直转弯,将所有附近的外来分子推出细胞外。
 
“我认为这是向前迈出的重要一步。他们了解了一种直接机制:质子改变了蛋白质N-lobe槽的形状,”英国剑桥大学药理学家Hendrik Van Veen说。
 
加州大学圣地亚哥分校结构生物学家Geoffrey Chang说,这些结果与来自霍乱弧菌MATE蛋白的结果非常相似。Geoffrey和同事们曾在2010年报告了霍乱弧菌MATE的结构。“这三种结构很了不起,因为它们建立了整体的架构,”他说。
 
Nureki和研究团队还发现了一种肽可以抑制他们研究的这种MATE蛋白,并确定了它的结合位点及机制。Van Veen说,抑制性肽无需进入细胞就可以完成它的工作。这是一个有前景的概念证明,表明有可能制造出一种MATE阻断药物。
 
Nureki说,他发现的肽可能无法抑制P. furiosus之外生物体内MATE蛋白的活性。但他正在致力于鉴别人类和霍乱弧菌中MATE转运蛋白的封闭肽。“我们可以很容易地筛查出最适合每种MATE的肽。”
 
Nureki说,真正重要的是将这些研究发现转化为临床应用。他表示,在MATE封闭肽能够在人类内经受广泛测试前,还必须对它们进行改造,使得它们能够稳定存在于血液中,避免引起免疫反应。但最终他们的肽将可以应用于人类。(来源:生物通 何嫱)

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