从混沌到有序：蛋白质可以自我重组，创造出重要的物质

　　

蛋白质“MIPS”在活跃时改变其内部结构。其无序的活性中心成为具有特殊功能的明确结构。这种蛋白质在肌醇的产生中起着关键作用，肌醇也被称为维生素B8，并在体内完成重要的任务。Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU)和希腊国家希腊研究中心(National Hellenic Research Centre)的研究人员首次成功观察到了这种蛋白质的重组过程。正如研究小组在科学杂志《美国国家科学院院刊》(PNAS)上报告的那样，这个过程似乎发生在许多类似的蛋白质中。

蛋白质控制着每个生物体的所有重要过程，例如生长和新陈代谢。蛋白质研究的一个基本原则是，每种蛋白质的结构决定了它的功能。如果结构在一个特定的点上受损，蛋白质就不能再发挥其功能。在人体中，这可能会导致严重的疾病。

然而，有许多蛋白质没有固定的结构，无论是全部还是部分。它们不仅是出了名的难以分析，而且它们的结构也会随着环境的变化而变化。“蛋白质通常在分析之前从样品中分离出来。然而，这并不能让我们看到它们在自然环境中的行为。我们已经开发出一种方法，使我们能够在几乎自然的条件下研究蛋白质，”MLU的生物化学家Panagiotis Kastritis教授解释说。

他的团队分析了真菌热毛囊菌的样本，这种真菌被用作研究中的模式生物。这项工作集中在肌醇-1-磷酸合成酶(MIPS)蛋白上，它对肌醇的产生至关重要。这种物质也被称为维生素B8，是许多重要过程所必需的。然而，由于它是由身体产生的，所以它不被认为是一种真正的维生素。“MIPS是导致肌醇产生的较长代谢途径的一部分，”来自MLU的Toni Tr?ger解释说。作为硕士论文的一部分，他已经研究了这种蛋白质，现在是Kastritis研究小组的成员。科学家们使用低温电子显微镜观察蛋白质的工作情况。他们发现它至少以三种状态存在:无序状态，有序状态和第三种中间状态。“到目前为止，我们还没有弄清楚为什么需要第三个国家。也许它有助于水的吸收，从而促进随后的反应。或者可能发生了完全不同的事情，”卡斯提里斯说。

在进一步的研究中，研究人员调查了与MIPS相关的蛋白质是否表现出类似的行为。MIPS是一类被称为异构酶的特殊蛋白质的一部分。研究小组分析了340多种其他异构酶的结构数据。事实上，研究人员发现了类似行为的明确迹象。

这些发现不仅对基础研究感兴趣。“对代谢途径和相关蛋白质的更多了解可能会开辟新的治疗方法。我们的工作提供了重要的第一步。”

这项工作由欧盟、联邦教育和研究部、德国研究基金会(作为研究培训小组GRK 2467的一部分)和欧洲区域发展基金资助。