研究者通過對具有高效折疊能力的蛋白進(jìn)行篩選，獲得了一種綠色熒光蛋白超級折疊體,，它作為一種優(yōu)化的綠色熒光蛋白,，可以在蛋白融合過程中發(fā)揮重要作用。
蛋白融合是闡釋很多生命活動過程的有力工具,。雖然將綠色熒光蛋白(GFP)或者其它熒光蛋白與一個(gè)目標(biāo)蛋白進(jìn)行融合是一種廣泛應(yīng)用的技術(shù),，但人們也了解這樣的事實(shí)：這種融合技術(shù)會影響被融合蛋白的固有折疊形式,。GFP不僅僅能影響被融合對象的折疊形式，而且當(dāng)GFP與一個(gè)自身折疊形式并不恰當(dāng)?shù)牡鞍走M(jìn)行融合時(shí),，GFP的自身折疊形式也會遭受破壞,，從而導(dǎo)致非正常性的弱熒光出現(xiàn)。因此,，這種現(xiàn)象可被用來監(jiān)測蛋白的折疊行為,，從而篩選出折疊形式恰當(dāng)?shù)牡鞍讈怼?/p>
美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的Waldo及其同事試圖利用上述現(xiàn)象，試圖來提高GFP的折疊能力,。為了達(dá)到這一目的,，他們將GFP與一個(gè)自身折疊不當(dāng)?shù)酿D蛋白進(jìn)行融合，篩選出由DNA行為異常而產(chǎn)生的融合文庫,，從而獲得具有更高折疊效率的GFP優(yōu)異突變體,。Waldo說：“我們發(fā)現(xiàn)我們能夠做到這一點(diǎn)，GFP不僅僅在正常蛋白出現(xiàn)的情況下具有比其它物質(zhì)更好的折疊效果,，而且在很多折疊不當(dāng)?shù)牡鞍壮霈F(xiàn)的情況下也具有同樣的優(yōu)異效果,。事實(shí)上，不管什么物質(zhì)與它折疊,，它都可以折疊得很好,。”他們獲得的折疊改進(jìn)型突變體包含有六處突變，因而被命名為GFP超級折疊體,。正如所預(yù)期的那樣,，這些GFP彩色突變體也能通過GFP超級折疊體獲得，但是,，這一方法并不局限于GFP突變體,。
生產(chǎn)這些超級蛋白的方法，可被應(yīng)用到很多種類的蛋白,。這些研究者運(yùn)用紅色熒光蛋白，對該方法的普適性進(jìn)行了修正,，但是,，通過將非熒光蛋白放在折疊不當(dāng)?shù)酿D蛋白和一個(gè)熒光報(bào)告基因產(chǎn)物之間，一個(gè)類似的被引導(dǎo)的演化軌跡也應(yīng)當(dāng)起作用,。
在Waldo看來,，這一方法會導(dǎo)致蛋白發(fā)生兩種變化。一種變化是導(dǎo)致了在融合發(fā)生過程中GFP折疊量的增加,。這樣的突變看起來會排除折疊不當(dāng)?shù)闹虚g產(chǎn)物的出現(xiàn),，應(yīng)當(dāng)不會對自然存在的蛋白的穩(wěn)定性產(chǎn)生明顯的效果。Waldo對第二種變化解釋說：“這一研究最令人驚奇的是,，我們從來沒有專門對熱力學(xué)的穩(wěn)定性這一特征進(jìn)行過挑選,，但我們得到的一些突變在提高熱力學(xué)穩(wěn)定性這一方面具有十分明顯的操縱能力,。”
Waldo把超級折疊體的概念比作進(jìn)行馬拉松長跑訓(xùn)練。如果你經(jīng)常超負(fù)荷訓(xùn)練,，你在比賽時(shí)就會擁有更多的力氣,。這里的訓(xùn)練包含著對蛋白折疊軌跡干涉所引發(fā)的演化適應(yīng)。因此,，在正常情況下,，一個(gè)超級折疊體并沒有什么了不起的，然而一旦遇到任何挑戰(zhàn)的話,，它就會顯示出比沒有經(jīng)過“訓(xùn)練”的蛋白具有更好的應(yīng)對能力,。
雖然，GFP的特征已經(jīng)被高度優(yōu)化,，但這項(xiàng)研究表明,，它的特征仍有進(jìn)一步提高的空間。所有的熒光蛋白都可以通過被制成超級折疊體,，使其特征獲得進(jìn)一步的改善,。雖然這些超級折疊體在被整合入傳感器或者實(shí)施熒光能量共振轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)該進(jìn)行仔細(xì)的檢測,，但它們能克服以前很多棘手的問題,，這似乎是可以肯定的。
注：夏雨譯自2006年2月號的《自然-方法學(xué)》,，版權(quán)為英國NPG出版集團(tuán)所有,。更多信息請?jiān)L問：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods
