09候选院士《Cell》细胞生化研究重大突破

　　

生物通报道，09候选院士香港科技大学生命科学与生物技术学院结构生物学家张明杰教授历经8年对MyosinⅥ蛋白研究获得突破性进展，研究成果文章Myosin VI Undergoes Cargo-Mediated Dimerization发表在最新一期的《Cell》上。

 

MyosinⅥ是人体细胞内的一种运输蛋白，具有可双向运输的特点，因其这一点，MyosinⅥ具有特别重要的意义。一旦运输蛋白出现错误的运行方式，就可能导致细胞发生突变，整个细胞乃至生命体的机能都将受到破坏。

 

然而，MyosinⅥ的运作机制却一直没有被破解，张明杰教授研究团队历经8年，终于破解了这一难题。

 

有关研究于8年前已开展，但头3年进展不大，至04年组织新团队后，经过余聪等人进行了超过1万次的实验后，终于通过将“机动蛋白6”放在透明晶体内培养的方法，于显微镜中观察到它的具体结构，从而摸索出整个运动模式。

 

张明杰对在接受文汇报采访时表示：，“机动蛋白6”的运作模式，是由其承载的蛋白质的用途所决定，“有的蛋白质需要运送至细胞的另一处，便会促使‘机动蛋白6’长出两条‘腿’，将蛋白质稳妥地护送至目的地；有的蛋白质是‘机动蛋白’正停留的地点使用，那么后者就毋须长出‘腿’了。”张明杰指出，能否将蛋白质输送至目的地，是决定细胞能否正常工作的前提，若运输失败便会令细胞生成变化，有可能导致遗传性失明、失聪，甚至癌症等不同病变。

 

掌握“机动蛋白6”的正常运作模式后，日后科学家便有机会纠正各种引起细胞突变的错误运动方式，其团队当前正对耳聋症状相关细胞突变展开研究，并透露已获很大进展，张明杰表示：“问题搞清楚了，耳聋的人便有机会完全恢复听力！”

 

生物通推荐原文摘要

Myosin VI Undergoes Cargo-Mediated Dimerization

 

Cong Yu1,3,Wei Feng1,3,Zhiyi Wei1,Yohei Miyanoiri1,Wenyu Wen1,Yanxiang Zhao2andMingjie Zhang1,,

1 Department of Biochemistry, Molecular Neuroscience Center, Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong

2 Department of Applied Biology and Chemical Technology, Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong

 

Summary

Myosin VI is the only known molecular motor that moves toward the minus ends of actin filaments; thus, it plays unique roles in diverse cellular processes. The processive walking of myosin VI on actin filaments requires dimerization of the motor, but the protein can also function as a nonprocessive monomer. The molecular mechanism governing the monomer-dimer conversion is not clear. We report the high-resolution NMR structure of the cargo-free myosin VI cargo-binding domain (CBD) and show that it is a stable monomer in solution. The myosin VI CBD binds to a fragment of the clathrin-coated vesicle adaptor Dab2 with a high affinity, and the X-ray structure of the myosin VI CBD in complex with Dab2 reveals that the motor undergoes a cargo-binding-mediated dimerization. The cargo-binding-induced dimerization may representa general paradigm for the regulation of processivity for myosin VI as well as other myosins, including myosin VII and myosin X.

　　张明杰教授

　　主要研究方向: 神经系统结构生物学、NMR

　　现在进行的研究课题: 神经细胞信号传导的结构生物学

　　代表性学术论文/论著: 1.Zhang,M. , Tauaka, T, and Ikura,M.(1995)Nat.struct.Biol 2 758

　　2.Tochio. H. , oki,s.,Zhang ,Q,and Zhang,M.(1998)Nat struct.Biol 5 965

　　3. Tochio. H.zhang.Q,Mandl,P.Li,M.and Zhang,M.(1999) Nat struct.Biol 6 417

　　4.Tochio,H..Tsui,M.,Banfield,D. and Zhang,M.(2001) Science 293,698

　　5.Zhang ,M. and Wang,w.(2003) Acc.chem..Res.36 530

　　6.Feng. W.,Shi,Y.,Li,M. and Zhang. M,(2003) Nat.struct.Biol 10 972

　　7. Feng. W,Long,J., Tetsuya.S and Zhang,M.(2004) Nat.struct &Mol.Biol.11,475

　　获成果/奖励情况: ——President’s List, NSERC Doctoral Prize (1994)

　　——国家杰出青年基金

　　——The Croucher Foundation Senior Fellow Award（2003）

　　与国内学术交流等情况:

　　在开展NMR研究的过程中，与中国科学院武汉物理与数学研究所一直保持着密切的合作关系。 2003年10月参加了中国分析测试协会(CAIA)主办北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA)，2004年6月参加了武汉物理与数学所举办的“第二届磁共振新技术——生物大分子NMR国际研讨会”。

　　主要学术贡献创新思想:

　　张明杰博士主要从事结构生物学，生物化学及其分子生物学的研究。他的调控神经细胞信号传递的蛋白质的结构和功能的研究成果，对于治疗神经系统衰退的疾病，如中风及老年痴呆症等，有着极为重要的影响。张教授及其研究小组运用核磁共振技术，从传统中药中筛选活跃分子，抑制神经信号传递中的一氧化氮合成，以发掘具潜质的药物先导化合物，治疗中风疾病。

　　1998年利用核磁共振技术解出神经元一氧化氮合成酶的一个抑制蛋白的三维结构，次年又解出神经元一氧化氮合成酶一个重要区域与另一种蛋白形成的复合物的三维结构，一氧化氮合成酶含有的PDZ结构域在许多蛋白质相互作用中起重要作用，解出这个区域与其他蛋白结合的结构，对于生物化学领域有着重要的意义。

　　2001年与其他生物学专家紧密合作，在细胞生物学方面取得重大突破，首次破解了一种对于确保细胞正常运作至关重要的蛋白质(Ykt6p)的三维结构与功能之间的关系。

曾获得“裘槎优秀科研者奖”,以表扬他在材料科学及生物化学领域进行的基础研究及做出的贡献。