创新的方法观察细胞运输发达

膜蛋白是许多药物的关键目标。他们是位于我们的细胞内外之间的。他们中的一些人称为“转运”,将某些物质进出细胞环境。然而,提取和存储他们观察是特别复杂。日内瓦大学的一个团队(UNIGE),与苏黎世大学的合作(不会),已经开发了一个创新的方法来研究它们的结构在本国环境:细胞。这项技术是基于电子自旋共振光谱。这些研究结果,发表在《华尔街日报》科学的进步可能促进新药的未来发展。

在生物体中,每个细胞由细胞膜包围(或“细胞质膜”)。这膜由双层脂质。它从直接分离细胞的内容环境和调节物质可以进入或离开电池。这个膜蛋白质附着在被称为“膜蛋白”。

位于细胞内外之间的接口,他们携带各种物质跨膜,进出细胞,发挥着至关重要的作用在细胞信号,即通信系统的细胞,可以协调他们的代谢过程,开发和组织。因此,膜蛋白代表超过60%的药物靶点。

困难对象研究

生物物理研究它们的结构-氨基酸组成的空间组织是至关重要的。描述它们,科学家必须从细胞膜中提取这些蛋白质在他们发现和隔离他们从所有其他蛋白质。一旦提取,研究膜蛋白不能在水的解决方案。他们必须保持在液体洗涤剂组成的解决方案。他们也可以插入人工膜称为“nanodiscs”,由蛋白质和脂质,或纯油脂的膜。

在任何情况下,这些策略删除它们从他们的生理环境,不允许精细观察他们的功能原位。蛋白质在本地环境中可能显示不同的结构属性,因此误导药物开发。

一个革命性的方法

艾瑞卡领导的研究小组Bordignon,全系的物理化学教授UNIGE理学院,与马库斯·A·西格合作,医学微生物学研究所副教授不会用,开发了一种新方法为研究膜蛋白在活细胞的作用;更准确地说,在肠道细菌的细胞膜内大肠杆菌。为了达到这个目标,研究团队依赖于一个特定的“工具”:nanobodies。

“这些都是片段的抗体能够识别并绑定到一个特定的目标,如抗原或在我们的例子中,膜转运体,在一个非常有效的方式,”解释了艾瑞卡Bordignon。科学家们因此人为产生的具体nanobodies膜转运体和使用它们来直接报告结构。“插入大肠杆菌细胞,两个nanobodies目标所需的膜蛋白在细胞的内膜和附加到它,”马库斯·a·西格解释说。多学科团队还包括鲁尔大学的科学家波鸿大学(决心)和Osnabrueck,德国和英国南安普顿大学。

某些药物的新目标

之前,一个小磁探针(携带未配对电子的分子)附加到每个nanobody。“当两个nanobodies绑定到运输车,我们可以测量两个磁探针在细胞之间的距离使用我们的EPR方法”,解释了艾瑞卡Bordignon。这种技术被称为“电子顺磁共振光谱学”(EPR)或“电子自旋共振”。测量的距离是在纳米范围内(1000000毫米)。“第一次,我们设法获得一个明确的膜蛋白的构象在实际环境中,我们可以遵循变化诱导当我们修改一个氨基酸进入另一个”,热忱的艾瑞卡Bordignon。

”的发展新战略是优秀的和具有挑战性的团队合作的结果两组UNIGE和不会用。特别是,它的韧性是一分之二的作者劳拉博士Galazzo (UNIGE)和维迈耶博士(不会),让这个项目成功后五年的研究”,强调了研究。

这个新战略允许精确测定膜蛋白的性质在他们的直接环境。它提供的可能性,更好的了解这些蛋白质运输的某些物质进出细胞。这种方法也被轻易转座的哺乳动物细胞的优势。它可以用于更好地理解,因此更有针对性的膜蛋白拒绝某些抗癌药物在细胞外,从而应对耐多药的现象。

参考:Meier Galazzo L G, Januliene D, et al。ABC转运蛋白MsbA采用宽inward-open构象大肠杆菌细胞。Sci副词。2022;8 (41):eabn6845。doi:10.1126 / sciadv.abn6845

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