โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

วิธี 'นั่งรบ' ช่วยให้นักชีวเคมีสามารถมองเห็นโปรตีนได้ในรายละเอียดที่น่าสนใจ

Anonim

นักชีวเคมี UCLA ได้รับชีววิทยาครั้งแรก: การดูรายละเอียดของอะตอมใกล้เคียงกับอะตอมเป็นโปรตีนที่เล็กที่สุดที่เคยเห็นมาก่อนโดยเทคนิคซึ่งการพัฒนาได้รับรางวัลผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2017 เทคนิคนี้เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบ cryo-electron microscopy ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็น biomolecules ขนาดใหญ่เช่นไวรัสในรายละเอียดที่ไม่ธรรมดา

การโฆษณา


จนถึงขณะนี้วิธีการนี้ไม่ได้ทำงานร่วมกับโปรตีนที่มีขนาดเล็กจำนวนมากซึ่งอาจทำให้เกิดโรคได้หากมีข้อบกพร่องซึ่งอยู่ภายในเซลล์ ทีมงานที่นำโดย Todd Yeates ศาสตราจารย์ด้านเคมีและชีวเคมีของ UCLA ได้รายงานผลการรักษาด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบ cryo-electron microscopy เพื่อทำความเข้าใจโปรตีนที่สำคัญหลายอย่าง งานวิจัยตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences

"วิธีการใหม่นี้น่าจะเป็นประโยชน์ในวงกว้าง" นายเยทส์ซึ่งเป็นสมาชิกของสถาบัน Genomics and Proteomics และสถาบัน California NanoSystems Institute ที่ UCLA กล่าว

ทีมวิจัยของ Yeates ได้เผยแพร่ผลงานวิจัยชิ้นแรกในปี 2001 ในด้านวิทยาศาสตร์ในการออกแบบกรงระดับโมเลกุลที่สร้างจากโมเลกุลโปรตีน ในงานวิจัยชิ้นใหม่ทีมของเขาใช้ "วิศวกรรมโปรตีน" ในการแนบโปรตีนขนาดเล็กจำนวน 12 สำเนาไปยังกรงแบบรูปลูกบาศก์ซึ่งออกแบบโดยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Yeates ' โปรตีนขนาดเล็กที่เรียกว่า DARPin มีขนาดเล็กเกินไปที่จะวิเคราะห์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบ cryo-electron microscopy เพียงอย่างเดียว แต่เมื่อนักวิจัยได้แนบสำเนาไปที่กรงโปรตีนพวกเขาประสบความสำเร็จในการดู DARPin ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบค่อยๆ

ความท้าทายที่นักวิจัยเอาชนะคือการได้รับสำเนาของโปรตีนเพื่อยึดติดอย่างเข้มงวด วิธีการใหม่ของพวกเขาซึ่ง Yeates เรียกว่า "นั่งร้าน" สามารถปรับเปลี่ยนได้โดยง่ายเพื่อผูกกับโปรตีนหลายชนิดเป็น "โครงกระดูกโปรตีนสากล"

"โปรตีนตัวเล็ก ๆ ที่เราใส่เข้าไปนั้นสามารถทำพันธะกับโปรตีนชนิดอื่น ๆ ซึ่งสามารถศึกษาได้จากกล้องจุลทรรศน์แบบ cryo-electron microscopy" นายเยทส์ซึ่งทีมงานวิจัยกำลังทำวิจัยอยู่

การพัฒนากล้องจุลทรรศน์ cryo-electron microscopy ทำให้ Jacques Dubochet, Joachim Frank และ Richard Henderson ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี พ.ศ. 2560

เหตุใดจึงสำคัญที่ต้องดูโปรตีนในรายละเอียดดังกล่าว

"สุดท้าย 50 ปีของชีววิทยาโครงสร้างได้รับเกี่ยวกับการพยายามที่จะได้รับภาพรายละเอียดของทุกส่วนของเซลล์ที่จะเข้าใจพวกเขาอย่างละเอียด" Yeates กล่าว "ภาพมีมูลค่า 1, 000 คำและบ่อยครั้งที่มุมมองสามมิติแรกขององค์ประกอบของเซลล์ทำให้คุณมีความเข้าใจที่มีคุณค่าซึ่งมักจะเป็นที่น่าแปลกใจและไม่คาดฝันซึ่งคุณไม่สามารถคาดการณ์ได้เมื่อคุณเห็นคุณบ่อยๆ คิดว่าตอนนี้ฉันเห็นว่ามันไม่ได้สิ่งที่มันไม่. "

โรคหลายอย่างเกิดจากการกลายพันธุ์หรือข้อบกพร่องในโปรตีน การดูข้อบกพร่องสามารถให้ความเข้าใจในสิ่งที่เป็นสาเหตุของโรคซึ่งอาจนำไปสู่การใช้ยาและการบำบัดรักษาโรคใหม่

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุที่จัดเตรียมโดย University of California - Los Angeles หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. Yuxi Liu, Shane Gonen, Tamir Gonen, Todd O. Yeates ภาพอะคริลิก cryo-EM ขนาดเล็กที่แสดงบนระบบนั่งร้านที่ออกแบบมา การดำเนินการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ, 2018; 115 (13): 3362 DOI: 10.1073 / pnas.1718825115