蛋白质作为分子机器在细胞中执行许多任务。到目前为止，理解其功能的基本机制依赖于对其三维结构的分析。“但仅凭这一点还不够，”LMU物理与合成生物学教授Thorben Cordes说。
“我们还需要了解他们在反应中的运动和结构变化。”Cordes和他的团队专注于使这种动态变得可见。他与来自伦敦帝国理工学院和格罗宁根大学的科学家合作，首次成功地展示了膜转运蛋白如何实时移动。科学家们在EMBO杂志上报道了他们的发现。
科学家研究的ABC转运蛋白是参与许多细胞过程的必需膜蛋白，包括营养物质输入，解毒和免疫反应。所有ABC转运蛋白都由两个模块组成：所谓的跨膜结构域形成了输出底物的实际水闸，而核苷酸结合结构域通过分裂ATP(细胞的能量货币)产生必需的能量。
为了使ABC转运蛋白如何通过膜转运底物，科学家首次使用单分子FRET方法。
使用这种方法，他们可以分析空间结构的变化和不同蛋白质单位之间的相互作用，因为敏感的显微镜捕获两种染料的荧光中的距离依赖性变化。“通过这种方式，我们能够证明穿过膜的运输需要大的构象变化，”Cordes说。
转运蛋白的两个模块都具有开放和封闭的形式。在初始状态，核苷酸结合结构域向内打开。如果ATP扩散，则此模块关闭。同时，如果底物处于跨膜结构域 - 并且只有那时 - 其闸门向外打开，则释放底物并再次关闭。随后，ATP被切割并且获得的能量用于重新打开核苷酸结合结构域。
科学家们希望单分子FRET能够成为进一步分析ABC转运蛋白的方法。“这种转运类也参与了各种疾病的发展 - 如囊性纤维化和肿瘤抵抗，”Cordes说。“更好地了解运输周期也可以开辟新的治疗方案。”
标签：膜蛋白
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。