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利用核磁共振技术测定真核细胞内蛋白质的高分辨率三维结构

发布时间:2019-08-16 14:35 |  点击次数:

核磁共振测量和先进的计算科学揭示了高等真核细胞的蛋白质结构。

靶蛋白在SF9细胞内表达,然后用“细胞内”核磁共振测定。利用独特的统计分析,借助贝叶斯推理,以非常高的精度计算出蛋白质的精确三维结构(学分:东京都市大学)。
东京都市大学的研究人员将“细胞内”核磁共振(NMR)光谱、生物反应器系统和前沿的计算法结合起来,首次在拥挤的细胞内环境中确定蛋白质结构。
这项技术有望深入了解致病蛋白细胞内行为,以及新药筛选应用,使蛋白质对生化刺激反应的原位可视化成为可能。
为了解决真核细胞复杂多变的内部结构,研究人员(由助理教授Teppei Ikeya和Yutaka Ito教授领导)对sf9培养的昆虫细胞内表达的特定蛋白进行了核磁共振波谱测量。
为了将团队已经建立的核磁共振工作应用于sf9细胞中的蛋白质,他们结合了一个基于稀疏采样的快速核磁共振测量方案和先进的计算方法,采用统计技术,如贝叶斯推理–方法,专门用于解释蛋白质结构。根据细胞内核磁共振谱中有限的结构信息,以固有的低灵敏度有效地解释蛋白质结构。
核磁共振仪内部还装有生物反应器系统,在测量过程中使细胞保持健康状态。
有了这些新数据,研究小组能够以高分辨率阐明三种蛋白质模型的三维结构,其主要链原子位置的精确度达到0.5埃(0.05纳米)。特别是,他们在一种蛋白质的局部区域识别出一种与稀释溶液中的参考结构明显不同的结构
“细胞内”和“试管内”蛋白质的结构差异可能是由与细胞内其他分子的非特异性相互作用引起的。很明显,这些相互作用有助于蛋白质的生物学功能:在细胞内环境中定位和定量蛋白质结构变化的能力,预计将对生物医学研究产生重大影响,使我们有可能了解不同的条件对蛋白质原位构象的影响,并定量测量治疗如何影响结构异常。

这项研究发表在《Angewandte Chemie International Edition》杂志网络版上。