揭开龙虾“变色”之谜

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    [生物通讯]英国研究人员本周宣布他们揭开了一个长久以来一直困扰着人们的谜题：龙虾烹煮后如何由遨游海中时的保护色－－蓝紫色变为餐桌上截然不同的桔红色？研究人员预计，这一发现将导致能够运送不溶药物的新化合物的产生。

    在最新一期的美国《国家科学院学报》（Proceedings of the National Academy of Science）上，来自英国伦敦皇家学院、曼彻斯特大学、皇家好莱威学院（国立伦敦大学）以及Daresbury实验室的科学家们报道，他们破译了龙虾壳蛋白的一个关键部分－－Beta-Crustacyanin－－的结构。

    了解这个大分子关键的亚单位使得研究人员可以观察到分子内的结构如何变化，以便与一种叫做虾青素（Astaxanthin）的颜色分子结合，产生颜色变化。

     虾青素是发现于水生动物体内的一种类胡萝卜素，一种红橙色物质。虾青素的化学名是：3，3’-二羟基-4，4’-二酮基-β-胡萝卜素。发生红移（光是电磁波，当光源远离观测者时，接受到的光波频率比其固有频率低，即向红端偏移，这种现象称为“红移”）时，虾青素吸收广谱的性质会被亚单位改变。虾青素以自由、未结合其它分子的形式存在时，为桔红色；但当与Crustacyanins这样钳夹样的蛋白质亚单位结合、形状发生改变时，就变成蓝色。

     烹饪龙虾时会导致Crustacyanin 发生剧烈变性，形状也因而发生变化，成为永久性的自由形式，从而能够与虾青素结合，产生桔红色。

    伦敦皇家学院的Naomi Chayen博士认为，这一发现使虾青素产生了重要的新用途－－运送不溶于水的药物，同时也为食品着色剂和燃料设计商提供了一个有趣的新材料。

    研究人员是通过X射线结晶术确定这个色素结合蛋白的化学结构的。

    “15年来，人们一直在尝试结晶这些能够与虾青素结合的蛋白质，但实验都失败了。”皇家学院的Naomi Chayen说。

    失败的原因在于，不溶晶体结晶非常缓慢，对分析时使用的X射线极为敏感。

    Chayen 通过他自己发明的一项称为Microbatcing的新技术来结晶这些蛋白质。新技术需要用油脂覆盖住蛋白质以减少它们的蒸发。

    过了两个月后，结晶似乎没有任何进展。“我几乎已经准备放弃了。”她说。然而，她的坚持不懈最终得到了回报。过了4个月后她终于得到了想要的晶体。

    由John Helliwell领导的曼彻斯特大学的研究小组成员与Daresbury实验室的Pierre Rizkallah博士合作，通过晶体学技术－－包括对更柔和X射线的创造性用于同步加速器辐射源，确定了B-Crustacyanin 的详细结构。接下来，曼彻斯特结构化学实验室的科学家们利用B-Crustacyanin分子的晶体结构模型解释了龙虾颜色发生变化的原因。

    这项发现蕴藏着运送不溶药物的新技术，国立伦敦大学的研究人员Peter Zagalsky认为。

    Zagalsky 计划研究B-Crystayanin的晶体结构，查明它是如何与不溶于水的虾青素结合的。这将导致能够运送不溶于水的药物到特定组织的新化合物的产生，他说。

消息来源：伦敦皇家科学、技术与医学院

生物通摘译自BIO.COM