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Nature:揭示导致耐药的ABC转运体的结构,揭示细胞耐药性机制

来源:本站原创 2019-08-03 10:06

2019年8月3日讯 /生物谷BIOON /——几乎所有的生物体,从细菌到人类,细胞膜上都有类似门的蛋白质复合物,可以清除不必要的或危及生命的分子。但这并不总是有利的,因为在细菌或癌细胞的情况下,这些复合物,称为ABC转运体,也负责对抗生素或化疗的耐药性。法兰克福歌德大学(Goethe University Frankfurt)和同样位于法兰克福的马克斯o普朗克生物物理研究所(Max Planck Institute of Biophysics)的研究人员,现在已经成功解密了该蛋白传输机制的所有阶段,相关研究成果于近日发表在《Nature》上,题为"Conformation space of a heterodimeric ABC exporter under turnover conditions"。

图片来源:https://cn.bing.com

在过去的五年里,法兰克福歌德大学生物化学研究所的Robert Tampe领导的研究小组投入了大量的精力来制备敏感的膜蛋白复合物样品,使它们能够在膜环境中通过低温电子显微镜进行检测。低温电子显微镜通过冷冻分子来提供高分辨率的图像。

如果目标不仅是生成复杂分子的清晰图像,如ABC转运体,而且还要观察它们的工作状态,那么就需要不同阶段的快照。Tampe领导的生物化学家团队通过向转运体提供不同浓度的ATP和ADP来故意触发这些过程。没有ATP的能量供应,转运体就无法根据细胞内部和周围环境之间的浓度梯度进行分子移位。

在该研究中,Tampe和他的同事展示了由两个不同的蛋白质亚基组成的ABC出口复合物的八个高分辨率构象。研究人员还首次发现了转运过程的中间阶段。《Nature》杂志的出版商将这一重要发现选为了该期的封面故事。

Tampe教授解释说:"我们的工作可能会带来结构生物学的范式转变,因为几乎可以以原子分辨率显示细胞机器的所有运动。由于这一意外发现,我们现在可以回答关于ABC转运体运输机制的问题,这些问题之前是有争议的辩论主题,与医学高度相关。"此外,研究人员还首次观察到通道是如何向内或向外打开的。2.8埃的分辨率(1埃=千万分之一毫米)是利用低温电子显微镜对ABC转运体结构成像的最高分辨率。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Susanne Hofmann et al. Conformation space of a heterodimeric ABC exporter under turnover conditions, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1391-0
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