人類共轉(zhuǎn)運蛋白家族成員的第一個結(jié)構(gòu)已解決

在可能有一天改善癲癇治療的工作中，UT西南大學的科學家發(fā)表了人類蛋白質(zhì)大家族中一個成員的第一個三維結(jié)構(gòu)，該蛋白質(zhì)在細胞膜上攜帶帶電粒子(離子)。

本研究中解決的氯化鉀共轉(zhuǎn)運蛋白1(KCC1)結(jié)構(gòu)在細胞膜上攜帶帶正電的鉀離子(K +)和帶負電的氯離子(Cl-)，以幫助調(diào)節(jié)細胞的體積。該蛋白質(zhì)是在人體許多組織中，特別是在腎臟和大腦中發(fā)現(xiàn)的大量共轉(zhuǎn)運蛋白之一。

盡管對共轉(zhuǎn)運蛋白進行了廣泛的研究，但缺乏高分辨率結(jié)構(gòu)阻礙了人們對其行為的更深入了解?？茖W家使用冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)來解決結(jié)構(gòu)問題。冷凍電子顯微鏡是一種先進的技術(shù)，其中的樣品在極低的溫度下以防止冰晶形成的速度冷凍。

在這個家庭共轉(zhuǎn)運的突變可導(dǎo)致疾病，如遺傳性癲癇，包括開始于嬰兒期一種形式，說曉晨白博士，相應(yīng)的作者學研究。靶向共轉(zhuǎn)運蛋白的藥物目前被用作治療高血壓的利尿劑。

“ 物理化學和細胞生物學助理教授”白博士說：“ Cryo-EM是確定此類完整膜蛋白結(jié)構(gòu)的唯一方法。我們希望這種結(jié)構(gòu)將有助于靶向該蛋白的藥物的設(shè)計。”他是弗吉尼亞州Murchison Linthicum醫(yī)學研究學者，也是德克薩斯州癌癥預(yù)防和研究所(CPRIT)學者。

細胞膜上的蛋白質(zhì)對X射線晶體學特別有抵抗力，X射線晶體學以前被認為是冷凍電磁法之前結(jié)構(gòu)生物學技術(shù)的金標準。

在cryo-EM中，使用機器人輔助顯微鏡觀察樣品，該顯微鏡的高度可以是人的兩倍。這些包含高科技電子探測器的顯微鏡可與功能強大的計算機配合使用，以記錄多個圖像并應(yīng)用高級算法來解釋數(shù)據(jù)。UT Southwestern的Cryo-EM設(shè)施每周7天，每天24小時不間斷運行。

UT Southwestern公司使用cryo-EM進行的這項工作還需要白博士享譽國際的先進標本制備技術(shù)。