一种与不孕症和某些癌症有关的新型DNA酶

michael Trakselis博士和他的团队揭示了MCM8/9与其底物产物结合的结构。

　　

科学研究需要耐心。回报并不总是立竿见影，所需的技术也并不总是存在。贝勒大学化学与生物化学系教授兼研究生事务主任Michael A. Trakselis博士理解这一点。

15年来，Trakselis一直对MCM8/9酶感兴趣。作为小染色体维持蛋白(MCM)家族的一部分，MCM8/9与卵巢功能不全、不孕症和癌症(包括卵巢癌、睾丸癌和结肠癌)直接相关，但人们对这种酶的工作原理及其与疾病的关系知之甚少。人们对这种酶的结构和功能之间的关系还不了解。

这项研究——HsMCM8/9解旋酶的活性、底物偏好和结构——发表在科学杂志《Nucleic Acids Research》上。有了这些新信息，Trakselis实验室和其他地方的研究人员有了一个路线图，可以更好地了解这种酶复合物的功能，以及突变如何与疾病联系起来。

“MCM8或MCM9的突变会导致不孕和癌症;然而，我们不知道为什么当这种蛋白质发生突变时，我们会患上某些疾病，”Trakselis说。“拥有这种结构可能会帮助我们弄清楚其中的一些问题。”

在此之前，Trakselis必须克服两个障碍:技术和进行研究所需的稳定蛋白质溶液。直到最近，了解MCM8/9所需的技术还不容易获得。单粒子低温透射电子显微镜(cryo-EM)是一种高灵敏度和昂贵的显微镜，仅使用了大约8年。

Trakselis说:“这是一个巨大的仪器，但它可以拍摄非常微小的物体。根据光束的反射或折射方式，你可以开始建造一个结构。”

低温电子显微镜通过向材料中发射电子束来帮助可视化和解决结构的问题。

在这项研究中，Trakselis博士与来自莱斯大学和休斯顿德克萨斯大学健康科学系统的研究人员合作，下一个障碍是创造一种稳定而纯净的蛋白质溶液。不纯或不稳定的样品会阻止低温电镜显示MCM8/9复合物的任何精确结构信息。Trakselis和他的团队尝试了几种方法来表达和纯化MCM8/9的各种结构，但它们的纯度和溶解度都很低。经过多次试验和错误，研究小组最终尝试在昆虫细胞中表达这种人类蛋白，最终获得了稳定的纯蛋白，可以对MCM8/9复合物进行冷冻电镜成像。

随着屏障的移除，Trakselis和他的团队能够解开MCM8/9与其底物产物ADP结合的结构。

对Trakselis来说，这仅仅是个开始。还有更多的问题需要回答。

Trakselis说:“我们描述了基本的结构-功能关系，但我们不知道它在细胞水平上和在什么情况下起作用。”

Activity, substrate preference and structure of the HsMCM8/9 helicase