人类蛋白质的主要推进

一群来自亚利桑那州立大学的研究人员团队的一部分报告研究的一个重大进步人类的蛋白质可以打开新的未来的途径更有效的药物。工作报告在本周的《科学》杂志上。

GPCR的膜蛋白是一个高度多样化的群体,调解细胞通讯。因为他们的参与关键生理和人类感知过程,他们被认为是著名的药物靶点。

本文中描述的方法是首次应用于这个重要的一类蛋白质,2012年诺贝尔奖被授予的Brian Kobilka和罗伯特·莱夫科维茨ASU物理学教授约翰·斯宾塞说。斯宾塞也是国家科学基金会的科学主管BioXFEL科技中心和团队成员的科学论文。

“这些GPCR的大多数药物分子的目标,”斯宾塞说,但是他们是出了名的困难。这是第一次结构观察GPCR的室温下,允许研究人员克服一些缺点之前的成像方法的蛋白质。

“通常情况下,蛋白质结晶学上执行冻结样品,以减少辐射损伤的影响,”斯宾塞说,“但这新工作是基于一个全新的蛋白质晶体学方法,称为自解压(连环飞秒结晶学),由ASU联合开发,德意志的Elektronen-Synchrotron(谜底)和SLAC国家加速器实验室。

”这种方法使用简单的x射线脉冲而不是冷冻样本,以避免损坏,所以实际上揭示了结构在室温下发生在一个细胞,而不是冻结的结构,”斯宾塞说。“50飞秒脉冲每秒(120)“逃脱”辐射损伤,给一个清晰的结构梁之前蒸发。”

飞秒结晶学技术可以使研究人员查看时间尺度从未观察到分子动力学。斯宾塞说,方法主要是通过收集的散射图像如此之快,获得的图像样本之前被x射线光束。

由“魔掌”以这种方式辐射损伤过程,研究人员可以记录分子的氧化过程在室温下,他说。

斯宾塞说ASU科学中描述在项目中起到了至关重要的作用,通过发明乌维Weierstall (ASU物理学教授)样品交付的一个全新的设备适合这类蛋白质。

lipic立方阶段(LCP)喷射器Weierstall开发取代了连续流的液体(发送一个不断刷新流脉冲x射线的蛋白质)和一个缓慢移动的粘性流的“脂质立方相的解决方案,”汽车润滑脂的一致性。

“我们称之为牙膏飞机,”斯宾塞说。

他补充说,与之前的自解压工作相关的连结控制协定解决三个问题,使这个新工作:

•粘度降低流速,因此晶体出现在相同的利率x射线脉冲出现,因此没有蛋白质都被浪费了。这是重要的人类蛋白质的研究,这是更昂贵的钻石在每克的基础上。

•“命中率”是非常高的。几乎所有的x射线脉冲冲击蛋白质颗粒。

•最重要的是,连结控制协定本身是蛋白质纳米晶体的生长介质。

“一个大问题SFX工作我们一直在做过去四年是人们不知道如何制作所需的纳米晶体,”斯宾塞说。“现在看来很多可以生长在连结控制协定交付介质本身。”

国际研究小组报道科学的发展包括来自斯克里普斯研究所的研究人员,拉霍亚,加州。德意志Elektronen-Synchrotron(谜底),汉堡,德国;物理系和化学系和生物化学亚利桑那州立大学,坦佩亚利桑那。SLAC国家加速器实验室,门洛帕克,加利福尼亚州。爱尔兰都柏林圣三一学院;瑞典乌普萨拉大学;德国汉堡大学;和超快成像中心,德国汉堡。

之间的协作团队亚利桑那州立大学和教授领导的研究小组在斯克里普斯研究所的瓦迪姆Cherzov是由佩特拉Fromme亚利桑那州立大学的两个膜蛋白之间的协作中心的蛋白质结构倡议国家健康研究所(ψ:生物学)膜蛋白中心传染病(MPID)亚利桑那州立大学和都柏林三一学院由佩特拉Fromme和GPCR网络教授为首的斯克里普斯雷史蒂文斯。

Fromme ASU集团领导帮助计划实验,描述样本和协助数据收集。ASU团队的其他成员包括丹尼尔·詹姆斯Dingjie王,加勒特·尼尔森,乌维Weierstall, Nadia Zatsepin,理查德•Kirian Raimund Fromme, Shibom巴苏,克里斯托弗•Kupitz金伯利Rendek Ingo Grotjohann和约翰•斯宾塞。