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    新抗體讓蛋白質中的化學標記物無處藏身
    2015-8-18
    來源:互聯網
    點擊數: 7164          作者:未知

    • 圖片說明:來自Salk研究所的科學家研發出了一種抗體,用于標記參與蛋白質行為的基本化學物質。在分裂細胞中,新抗體(綠色部分)標記出了重要但未知的化學反應離散區域,該化學反應發生在細胞分裂時(DNA用藍色標記;微管蛋白,即細胞分裂所需的蛋白,用紅色標記。)圖片來源:Salk Institute

      揭示人體內2萬多種蛋白質的運行機制以及機能失常狀況是理解健康和疾病的關鍵。目前,來自Salk研究中心的科研人員研發出了一種新的檢測技術,該技術能夠幫助科學家們更好地理解一個在蛋白形成過程中極為重要且又難懂的步驟。

      這一新方法于2015年7月2日發表在了Cell期刊上,該方法有助于科研人員找尋一種稱為磷酸鹽的重要化學標簽物質,該物質主要在制備蛋白質的最后階段結合在氨基酸上(氨基酸是蛋白質的重要組成部分)。

      當細胞產生蛋白質時,分子合成機械首先將氨基酸組合在一起形成長鏈,然后在延長過程中進行彎曲和折疊。之后酶在蛋白質周圍聚集,完成最終結構的折疊對蛋白質進行修飾以及增加相應的化學標簽。最后的修飾過程一般是磷酸化過程在單獨的氨基酸中增加相應的磷酸鹽,來改變蛋白質功能。到目前為止,想要指出所有添加的磷酸鹽確切位置以及發生這種變化的原因仍是一個很棘手的問題。

      本論文的資深作者Tony Hunter說道:我們知道20種氨基酸中有9種能發生磷酸化反應,但由于難于研究,我們對它們絕大多數的變化過程仍知之甚少。

      但當磷酸鹽被添加到三種特別的氨基酸時絲氨酸(serine)、蘇氨酸(threonine)以及絡氨酸(tyrosine)它就會形成一個較強的化學鍵??蒲腥藛T可以很輕松地鑒定出磷酸鹽的位置。但是當其他6種氨基酸發生磷酸化反應時,磷酸只會松散地結合在氨基酸上,這就會阻礙科研人員收集這一反應過程中的相關信息。人們一直很難對其中一種被稱為組氨酸(histidine)的氨基酸(一旦添加了磷酸就可稱為磷酸化的組氨酸)進行研究。

      Hunter說道:你可以通過強烈的磷酸化過程標記細胞,并通過各種方法來分離和分析蛋白質,從而找到磷酸鹽的位置。你不能利用磷酸組氨酸進行研究,因為這個結構太不穩定,當你試圖分離蛋白質時它已經分裂了。

      Hunter和他的同事意識到,要想研究這樣不穩定的交互作用,他們需要通過一些技巧在磷酸鹽和組氨酸之間形成緊密的結合。所以他們使用一種特殊種類的改良磷酸鹽磷酸酯(phosphonate),這些磷酸酯用于在組氨酸(可以添加磷酸鹽)中更加緊密地結合任意兩個位點。之后,科研人員研發出一些抗體,這些抗體可以明確地識別那些穩定的磷酸組氨酸類似物,同時這些抗體能檢測蛋白質中真實的磷酸組氨酸。

      為了測試這些新工具,科研人員將磷酸組氨酸抗體添加到不同的哺乳動物細胞集合中,這些細胞生長在培養皿上,然后觀察抗體固定在細胞的什么位置,這就表明部分細胞擁有帶有磷酸組氨酸的高濃度蛋白質。

      Hunter說道:最令我們吃驚的是,當我們使用新抗體對細胞染色時,我們看到在擁有高濃度組氨酸磷酸化的細胞內部有一個離散區域,特別是在細胞經歷有絲分裂時這一現象尤為明顯,有絲分裂是一個母細胞分裂成兩個子細胞的過程。研究人員一直不知道出現這個離散區域的原因,但他們計劃繼續進行探索,同時也要檢測其他氨基酸的磷酸化過程。

      該科研團隊期望這個抗體能夠對其他實驗室也有幫助,旨在決定感興趣的蛋白質是否擁有任何磷酸組氨酸。

      Hunter指出:對任何實驗室來說這種新方法運用起來都很容易,不需要任何特殊的儀器,所以我認為該技術會很快被采納。(來源:科學之家)


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