研究分子马达结构改变形象

一个国际研究小组的研究揭示了如何微小的分子马达,运输材料细胞内产生的能量,他们的动作。

知识可能会导致更好的理解底层机制等一系列人类疾病的唐氏综合症引起的错误的分子马达,并可能发展新的治疗方法,研究人员说。

例如,分子马达负责把遗传物质在细胞分裂过程中,和了解汽车工作在癌症细胞,进行细胞不分裂,可能导致新的抗癌治疗。

的团队,杜克大学医学中心,国家先进工业科学技术在日本,和医学研究委员会分子生物学实验室在英国,报告了调查结果2006年9月15日《分子细胞。

他们将营养物质在细胞或其他细胞负荷,分子马达沿着微管,无穷小细胞内的“铁轨”。

迄今为止,细胞生物学家没有能够捕获实际的图像结构变化,分子运动经历,因为它将三磷酸腺苷(ATP)分解成沿微管所需的力量。

“为了可视化分子马达的实际结构绑定到微管,我们结合生成的图像高分辨率的电子显微镜,”研究人员说Sharyn赋予博士杜克大学细胞生物学家。

“我们第一次能够看到实际的分子马达连接微管。在这个节骨眼上,汽车经历了其结构的变化,因为它使用ATP推动沿着微管本身。”

人类被认为是大约45种不同分子马达-蛋白质被称为驱动蛋白。

在这项研究中,赋予和她的同事们选择了一个驱动蛋白面包酵母中发现相似驱动蛋白中发现的人类,这是很好理解的结构和生物活性。

以前的工作赋予和他的同事已经表现出分子沿微管汽车“走”。

但是他们没有能够获得图像的实际结构变化驱动蛋白进行沿微管。

在这一成就的第一步,研究人员利用现有的技术,科学家可以利用电子显微镜,一般放大非常小的生物结构原始大小的400000倍。

电子显微镜采用电子束而不是光产生图像。电影记录在电子显微镜的图像是二维的,但是三维结构的蛋白质可以通过计算机图像处理计算。

Keiko Hirose博士研究员日本国家先进工业科学技术研究所进行了精心制作的电子显微镜成像。

她仔细的多个图像kinesin-microtubule单位,和执行计算要求分析了电动机的高分辨率模型和微管结构的电子显微镜图像。

“细节并不明显,除非你删除无关的噪声从电镜图片,“Hirose说。

“这是由平均加强共同特征许多照片展示了蛋白质分子的结构。”

琳达·阿莫斯博士,来自英国医学研究委员会和论文的资深作者,计算分析提供必要的建议,分析了最终图像的分辨率。

研究人员随后的高分辨率模型,结合模型驱动蛋白和微管结构使用另一个呈现技术,x射线晶体学。

在这种方法中,科学家把一束x射线通过结晶蛋白质的目标,在这种情况下,运动分子或微管,分别。

探测器捕获信号的出口目标和计算机重建三维模型。

研究人员尚未能够形象汽车必将micotubules使用x射线方法由于技术挑战,他们说。

研究人员称,新motor-microtubule模型提供结构性motor-microtubule交互的细节,没有被观察到。

研究人员认为他们的研究结果可能会导致新的见解许多疾病,包括一些神经肌肉的条件,如疾病腓骨肌萎缩。

这些障碍被认为是运输与缺陷的分子马达化学神经递质,神经细胞之间传递信息。

唐氏综合症,在卵细胞染色体不正常分裂,也被认为是由驱动蛋白缺陷引起的。

寻找方法来刺激驱动蛋白活动可能有助于治疗人类疾病,研究人员说。

相反,药物抑制驱动蛋白活性可能是一个潜在的方法来减缓癌症的不受控制的细胞分裂。

例如,药物紫杉醇用于治疗乳腺癌和卵巢癌,通过稳定微管。

但使用紫杉醇的问题一般细胞分裂抑制剂,它作用于所有的细胞分裂,不只是那些参与肿瘤或癌症,因此造成不必要的副作用,如脱发。

”这一新的信息驱动蛋白以及他们如何与微管相互作用,希望我们能够开发药物,可以针对特定的驱动蛋白,“赋予说。