施一公團(tuán)隊(duì)解析出超復(fù)雜蛋白結(jié)構(gòu)

• 2018年8月14日 FanTianQing來源：新浪網(wǎng) 1412 93
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8月10日，《科學(xué)》雜志在線刊發(fā)施一公團(tuán)隊(duì)研究成果，首次解析了人源多囊蛋白1與多囊蛋白2形成的復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，分辨率達(dá)到3.6Å（埃，相當(dāng)于10-10米）。

施一公團(tuán)隊(duì)解析出超復(fù)雜蛋白結(jié)構(gòu)，助力多囊腎病機(jī)制研究。

8月10日，《科學(xué)》雜志在線刊發(fā)施一公團(tuán)隊(duì)研究成果，首次解析了人源多囊蛋白1與多囊蛋白2形成的復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，分辨率達(dá)到3.6?（埃，相當(dāng)于10-10米）。

人體內(nèi)多囊蛋白的突變會引發(fā)多囊腎病，每千人中大約有1—2.5人患病，算比較常見。2003年一篇題為《常染色體顯性遺傳性多囊腎病研究的熱點(diǎn)問題》的論文中顯示，該病的研究熱點(diǎn)在于致病基因表達(dá)產(chǎn)物，即多囊蛋白1和多囊蛋白2的結(jié)構(gòu)與功能、亞細(xì)胞定位等，這樣可闡明多囊腎病的分子發(fā)病機(jī)制，有望實(shí)現(xiàn)臨床徹底治愈。

15年后，該蛋白家族的精細(xì)結(jié)構(gòu)終于解出，完成“忘年問答”。識得該蛋白家族的“廬山真面目”難在多囊蛋白1擁有4302個氨基酸，包含11次跨膜螺旋，是一個超復(fù)雜的蛋白；同時多囊蛋白1與多囊蛋白2還會復(fù)合，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

（圖片與新聞無關(guān)）

系統(tǒng)摸索，獲得足夠的測試用量

“解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的第一步是獲得足夠量且性質(zhì)均一的蛋白質(zhì)?！?月11日，論文作者之一的王廷亮博士告訴記者，“上鏡”前的準(zhǔn)備工作耗時5年。

對于結(jié)構(gòu)生物學(xué)家來說，測試蛋白經(jīng)常在量上“捉襟見肘”。蛋白質(zhì)為人源蛋白，很難直接從人體組織中富集提取而出。研究團(tuán)隊(duì)通過已知的基因序列將基因在原核生物中（例如大腸桿菌）進(jìn)行克隆，獲得大量基因拷貝后，通過病毒侵染的方法轉(zhuǎn)入到常用的工具細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)，富集目標(biāo)蛋白質(zhì)。

為了讓外來基因在“新環(huán)境”中表達(dá)，研究組進(jìn)行大量重復(fù)性工作，為目標(biāo)基因（PKD1和PKD2）尋找最優(yōu)的表達(dá)系統(tǒng)?！叭缤ㄟ^基因編碼的優(yōu)化，可提高蛋白的表達(dá)量，從而拿到體外重組蛋白質(zhì)?！蓖跬⒘琳f。

此時，目標(biāo)蛋白仍舊在細(xì)胞中，下一步是將目標(biāo)蛋白從復(fù)雜的細(xì)胞中“釣”出來。大量的提取條件摸索，如嘗試和篩選了大量的去垢劑、確定蛋白邊界等，才能形成“不錯殺一個、不漏網(wǎng)一千”的數(shù)量和質(zhì)量上的平衡。最終，課題組獲得了珍貴稀少的目標(biāo)蛋白?！?0升的細(xì)胞只能提取出100微克左右蛋白，只夠完成3—5次‘上鏡’制備，符合電鏡數(shù)據(jù)收集要求的樣品往往只有1到2個?！蓖跬⒘琳f。

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