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      新技術(shù)可以在單分子水平上研究轉(zhuǎn)運蛋白
      
			
      
				2019-11-27 16:19:17
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      就像小船可以幫助乘客穿越河流一樣，運輸者可以在細胞膜上移動物質(zhì)。這個過程對于從細菌到人類的生命形式的細胞健康運作至關(guān)重要。這些轉(zhuǎn)運蛋白的功能以前必須從成百上千個協(xié)同工作的行為中推斷出來。今天發(fā)表在《自然》雜志上的新技術(shù)可以一次研究一種轉(zhuǎn)運蛋白。
      

      新技術(shù)可以在單分子水平上研究轉(zhuǎn)運蛋白
      

      新技術(shù)可以在單分子水平上研究轉(zhuǎn)運蛋白
      

      SmFRET僅在全球少數(shù)實驗室中可用。在圣裘德兒童研究醫(yī)院，Scott C. Blanchard博士和Daniel Terry博士正在使用該技術(shù)來學(xué)習(xí)分子水平上的生物過程。
      

      如果您僅考慮整個船隊的綜合統(tǒng)計數(shù)據(jù)，就想了解一艘特定船的位置，速度和乘客，那么這一強大的優(yōu)勢就會成為人們關(guān)注的焦點。
      

      通過觀察單個分子的活性，我們闡明了轉(zhuǎn)運蛋白活性的潛在機制的一部分，這可能被證明對該家族中許多臨床相關(guān)蛋白的未來研究至關(guān)重要。”
      

      斯科特·布蘭查德(Scott Blanchard)博士，通訊作者，圣裘德結(jié)構(gòu)生物學(xué)系成員
      

      技術(shù)開辟了新的可能性
      

      這項研究依賴于一種稱為單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移或smFRET的技術(shù)。該方法使研究人員能夠收集各個轉(zhuǎn)運蛋白活動的精確測量值。這種前沿技術(shù)是研究作用機制以及與疾病有關(guān)的突變的強大工具。它在全球的少數(shù)實驗室中都可以使用。
      

      先前的單分子技術(shù)具有測量所謂“離子通道”的活性的能力，該活性使帶電粒子能夠快速穿過細胞膜。這些單分子方法徹底改變了對通道的理解，但由于運輸?shù)奈镔|(zhì)種類繁多且運輸速度相對較慢，因此不適用于運輸者。新的smFRET方法對各種運輸工具都更有用。
      

      神經(jīng)遞質(zhì)：鈉共轉(zhuǎn)運蛋白(NSS)是一類轉(zhuǎn)運蛋白，最常見于大腦，能將分子移入或移出細胞。在人類中，神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺和去甲腎上腺素的NSS是幾乎所有抗抑郁藥的靶標(biāo)。NSS中的多巴胺是苯丙胺和可卡因的主要靶標(biāo)。了解此類蛋白質(zhì)及其功能將為這些治療和濫用藥物的機理以及如何改善針對這些轉(zhuǎn)運蛋白的療法提供新穎的見解。
      

      研究人員應(yīng)用smFRET研究了NSS蛋白的細菌親戚：MhsT轉(zhuǎn)運蛋白，其將氨基酸轉(zhuǎn)運通過細胞膜。該小組想了解運輸過程中最慢的部分，稱為限速步驟。研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，對于不同的貨物，MhsT運輸機的限速步驟是不同的。
      

      為了使分子穿過膜，轉(zhuǎn)運蛋白會改變其形狀，既吸收細胞外部的物質(zhì)又釋放細胞內(nèi)部的物質(zhì)。研究人員透露，周期最慢的部分是將形狀變回外部的過程，當(dāng)時運輸者被認(rèn)為是空了一些貨物，但沒有其他貨物。
      
			

			
        
      
			
      
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