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新抗体让蛋白质中的化学标记物无处藏身
2015-8-18
来源:互联网
点击数: 2744          作者:未知

  • 图片说明:来自Salk研究所的科学家研发出了一种抗体,用于标记参与蛋白质行为的基本化学物质。在分裂细胞中,新抗体(绿色部分)标记出了重要但未知的化学反应离散区域,该化学反应发生在细胞分裂时(DNA用蓝色标记;微管蛋白,即细胞分裂所需的蛋白,用红色标记。)图片来源:Salk Institute

    揭示人体内2万多种蛋白质的运行机制以及机能失常状况是理解健康和疾病的关键。目前,来自Salk研究中心的科研人员研发出了一种新的检测技术,该技术能够帮助科学家们更好地理解一个在蛋白形成过程中极为重要且又难懂的步骤。

    这一新方法于2015年7月2日发表在了Cell期刊上,该方法有助于科研人员找寻一种称为磷酸盐的重要化学标签物质,该物质主要在制备蛋白质的******阶段结合在氨基酸上(氨基酸是蛋白质的重要组成部分)。

    当细胞产生蛋白质时,分子合成机械首先将氨基酸组合在一起形成长链,然后在延长过程中进行弯曲和折叠。之后酶在蛋白质周围聚集,完成最终结构的折叠对蛋白质进行修饰以及增加相应的化学标签。******的修饰过程一般是磷酸化过程在单独的氨基酸中增加相应的磷酸盐,来改变蛋白质功能。到目前为止,想要指出所有添加的磷酸盐确切位置以及发生这种变化的原因仍是一个很棘手的问题。

    本论文的资深作者Tony Hunter说道:我们知道20种氨基酸中有9种能发生磷酸化反应,但由于难于研究,我们对它们绝大多数的变化过程仍知之甚少。

    但当磷酸盐被添加到三种特别的氨基酸时丝氨酸(serine)、苏氨酸(threonine)以及络氨酸(tyrosine)它就会形成一个较强的化学键。科研人员可以很轻松地鉴定出磷酸盐的位置。但是当其他6种氨基酸发生磷酸化反应时,磷酸只会松散地结合在氨基酸上,这就会阻碍科研人员收集这一反应过程中的相关信息。人们一直很难对其中一种被称为组氨酸(histidine)的氨基酸(一旦添加了磷酸就可称为磷酸化的组氨酸)进行研究。

    Hunter说道:你可以通过强烈的磷酸化过程标记细胞,并通过各种方法来分离和分析蛋白质,从而找到磷酸盐的位置。你不能利用磷酸组氨酸进行研究,因为这个结构太不稳定,当你试图分离蛋白质时它已经分裂了。

    Hunter和他的同事意识到,要想研究这样不稳定的交互作用,他们需要通过一些技巧在磷酸盐和组氨酸之间形成紧密的结合。所以他们使用一种特殊种类的改良磷酸盐磷酸酯(phosphonate),这些磷酸酯用于在组氨酸(可以添加磷酸盐)中更加紧密地结合任意两个位点。之后,科研人员研发出一些抗体,这些抗体可以明确地识别那些稳定的磷酸组氨酸类似物,同时这些抗体能检测蛋白质中真实的磷酸组氨酸。

    为了测试这些新工具,科研人员将磷酸组氨酸抗体添加到不同的哺乳动物细胞集合中,这些细胞生长在培养皿上,然后观察抗体固定在细胞的什么位置,这就表明部分细胞拥有带有磷酸组氨酸的高浓度蛋白质。

    Hunter说道:最令我们吃惊的是,当我们使用新抗体对细胞染色时,我们看到在拥有高浓度组氨酸磷酸化的细胞内部有一个离散区域,特别是在细胞经历有丝分裂时这一现象尤为明显,有丝分裂是一个母细胞分裂成两个子细胞的过程。研究人员一直不知道出现这个离散区域的原因,但他们计划继续进行探索,同时也要检测其他氨基酸的磷酸化过程。

    该科研团队期望这个抗体能够对其他实验室也有帮助,旨在决定感兴趣的蛋白质是否拥有任何磷酸组氨酸。

    Hunter指出:对任何实验室来说这种新方法运用起来都很容易,不需要任何特殊的仪器,所以我认为该技术会很快被采纳。(来源:科学之家)


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