核磁共振成功得到蛋白结构清晰图像

　　

生物通报道：最近美国研究人员利用NMR技术（nuclear magnetic resonance,核磁共振）分析了一种与亨廷顿氏症、阿尔茨海莫氏症等神经退行性疾病相关蛋白的结构。

 

由北卡罗莱纳大学John Cavanagh,、Douglas Kojetin,、David Kordys，杜克大学Ronald Venters和Mayo Clinic and Foundation研究人员Rajiv Kumar组成的研究小组对calbindin-D28K的结构进行了研究。大脑中存在大量的calbindin-D28K，并且在肾脏、胰腺、复眼神经都有这种蛋白出现。calbindin-D28K通过在钙离子浓度高的区域结合钙离子调节细胞内钙离子的水平，而且有化学反应开关的作用。通过结合并且抑制caspase-3的活性，防止大脑中形成有破坏性的斑块或者结构紊乱（这些都是神经退行性疾病的标志）。直至目前，calbindin-D28K的结构还不为人知。

 

Cavanagh说：“如果你不知道蛋白的结构就不知道其功能机理。经过大约5年多的实验，我们已经差不多弄清了calbindin-D28K的结构，并且掌握了其与caspase-3的结合位点。了解其与caspase-3的结合过程有助于发展新的治疗手段。”

(Doing a calbindin flip)

 

研究过程中，首先要克服的一个难题是诱导细胞产生足够用于研究的calbindin-D28K；第二个障碍是——蛋白的许多部分的结构很相似，很难将它们区分开来。其中，使用高清晰度的NMR研究便能解决这第二个问题。

 

研究小组首次利用NMV对这种重要蛋白质进行详细描述。研究结果显示：calbindin-D28K是由六个不同的螺旋状钙离子结合亚基（sub-domains.）组成的一个单一球状蛋白（a single, globular fold）。研究人员说：“这是利用NMR对大量单体（monomeric） EF-hand 蛋白进行观察得到的结构。”

 

NMR没能够解决所有的问题，Cavanagh希望得到calbindin-D28K的钙离子结合区域的更清晰结构图。这种结构交替可以为研究calbindin-D28K在肌体内发挥作用时所应具有的柔韧性研究提供线索。Cavanagh 补充说：“这可能就是为什么这种蛋白有如此多的功能的原因。结构能够改变的蛋白经常发挥开关的作用，但是calbindin-D28K还能够捕获钙离子并将钙离子运送到别处。目前我们正在研究不结合钙离子时calbindin-D28K的结构特点。（生物通记者 子元）