更快的方法来探测蛋白质

蛋白质可以采取许多不同的形式,这些形状帮助确定每个蛋白质的功能。分析这些结构可以告诉科学家大量蛋白质表现如何,但现在很多的方法用于研究结构需要蛋白质结晶或从他们的自然状态改变。

现在,麻省理工学院的研究人员已经开发出一种方法来分析蛋白质,不需要任何预处理。这项技术也极快,允许科学家们看到,第一次,在皮秒蛋白质如何改变它的形状,或10秒。

化学教授领导的研究人员,安德烈Tokmakoff和博士后卡洛斯Baiz,描述他们在《华尔街日报》本月新技术分析师。他们的方法建立在技术被称为二维红外光谱,可以通过发光分子的红外光脉冲,测量产生的分子振动。在论文中,研究人员想出了一个方法来分析数据和关联与常见的结构元素中发现的蛋白质。

组装后,蛋白质会折叠成两种二级结构,称为α螺旋和β折叠床单。在这项研究中,研究人员通过检查债券如何区分这两个结构中碳和氧-每一个氨基酸组成的蛋白质——振动暴露在红外线。

在一个α螺旋,碳-氧键与蛋白质的并行运行的支柱;在测试表,这些债券是垂直于表。由于这种差异,债券与红外线时以不同的频率振动。这使得研究人员计算比例的氨基酸,属于一个螺旋结构和比例,形成一个β片。

研究人员证实了他们的计算精度,通过分析一组蛋白质的结构是已知的。他们的方法目前尚未揭示蛋白质的具体结构,但研究人员正在研究如何确定安排床单和螺旋线的光谱数据。

“原则上,完整的蛋白质结构的谱表示。关键是如何获得信息,“Baiz说,论文的主要作者。

这样做的方法之一是分析数据从一个广泛的红外波段。研究人员也在开发方法来获取信息内的其他债券氨基酸。

因为新方法可以执行超过上百万,它可以用来研究蛋白质折叠和展开,通过热变性。触及蛋白质用激光爆炸后加热,研究人员可以捕获蛋白质如何展开一系列的快照在这很短的时间内。

“这是第一个方法,将使我们能够采取的快照的结构蛋白质的变性,“Baiz说。“通常人们看蛋白质是他们开始展开状态和最终折叠状态,所以你有两个静态结构。我们现在能做的是看所有的沿着路径结构。”

Munira哈利勒,化学华盛顿大学的助理教授,说的能力来跟踪结构变化随着时间的推移,这项技术最大的力量。”一个大问题是如何折叠的蛋白质——在什么情况下,它从一个完全无序结构的有序结构?”Khalil说,他没有参与这项研究。

这将是特别有用的研究蛋白质错误折叠时,引起疾病,如tau蛋白质中发现阿尔茨海默氏症患者和克雅氏病引起的朊病毒疾病。

方法也可以测量结构变化发生在蛋白质相互结合。“如果蛋白质就像一块石头,不改变,那就从未真正将绑定目标或做任何事。这些都是类型的过程我们可以看看——推动生物功能的构象变化,”Baiz说。