當(dāng)?shù)鞍自诤颂求w中剛被合成出來(lái)的時(shí)候,,它需要通過(guò)膜結(jié)構(gòu)釋放出來(lái),而在這個(gè)過(guò)程中,,一個(gè)稱(chēng)為translocon的結(jié)構(gòu)是非常重要的,,最近來(lái)自Wadsworth 中心的HHMI研究員Joachim Frank和他的同事研究發(fā)現(xiàn)了這一結(jié)構(gòu)的核心——protein-conducting channel (PCC),這一研究結(jié)果公布在11月17的Nature上,。
Translocon是指在分泌蛋白跨越細(xì)菌膜或跨越真核生物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運(yùn)輸過(guò)程中一種重要的蛋白引導(dǎo)通道或者稱(chēng)為轉(zhuǎn)位子的結(jié)構(gòu),。當(dāng)核糖體這個(gè)制造工程將新合成的蛋白釋放出來(lái)的時(shí)候,轉(zhuǎn)位子上的PCC就會(huì)抓住這個(gè)蛋白,,打開(kāi)細(xì)胞膜上的垂直方向或者水平方向的小孔,,讓蛋白通過(guò)或者進(jìn)入細(xì)胞膜。
為了完全了解這一過(guò)程,,研究人員首先在大腸桿菌中制造了一個(gè)結(jié)合了核糖體(這個(gè)核糖體包含一個(gè)新合成的蛋白片段)的PCC復(fù)合物,,并將這個(gè)復(fù)合物浸入水中,然后用液氮迅速冷凍它,,這一過(guò)程是為了將復(fù)合物保存在vitreous ice(一種玻璃狀非晶體冰結(jié)構(gòu))中以保證復(fù)合物的天然結(jié)構(gòu)不被破壞,。接著用低強(qiáng)度(避免破壞天然結(jié)構(gòu))電子顯微鏡拍攝蛋白復(fù)合物,這一方法就是three-dimensional cryogenic electron microscopy (cryo-EM),,最后還需要利用計(jì)算機(jī)分析才能得到這一復(fù)合物的三維圖片,。
復(fù)合其他研究人員的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,F(xiàn)rank和他的同事分析得到了PCC的結(jié)構(gòu)組成——兩個(gè)PCC像蚌殼的兩半一樣相互結(jié)合形成蛋白通道,。但是這并不能完全代表蛋白的天然功能狀態(tài),,因此Frank和其他研究人員又采用了另一種計(jì)算機(jī)分析方法:normal mode-based flexible fitting” (NMFF)。這個(gè)技術(shù)提供了復(fù)合物動(dòng)力學(xué)相關(guān)的信息,,這樣最后研究人員才確定了PCC的“front-to-front”結(jié)構(gòu),。這一結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)對(duì)于研究蛋白通道如何運(yùn)送蛋白意義重大。(生物通記者:張迪)