新聚合物允許研究人員研究蛋白質(zhì)如何折疊起作用
密歇根大學(xué)的生物物理學(xué)家和化學(xué)家們創(chuàng)造了一種模仿細(xì)胞膜的新型聚合物,使細(xì)胞膜內(nèi)的蛋白質(zhì)能夠在合成材料中自然折疊和發(fā)揮作用。
這可以讓研究人員有機(jī)會研究蛋白質(zhì)在阿爾茨海默病和癌癥肆虐的細(xì)胞中的表現(xiàn)。該聚合物也可用于藥物遞送系統(tǒng):它對活組織無害,并且可形成直徑約8至60納米的大納米圓盤。
“這種納米圓盤已經(jīng)被其他人證明是最好的細(xì)胞膜模擬物,但以前的納米圓盤的主要問題是它們太小 - 直徑只有20納米,”主要作者Ayyalusamy Ramamoorthy說, Robert W. Parry化學(xué)與生物物理學(xué)院教授。“我們已經(jīng)能夠打開光盤,形成一個更大的壽司式光盤,最高可達(dá)60納米,這是一項了不起的成就。”
細(xì)胞膜中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)難以通過生物物理和生物化學(xué)方法進(jìn)行研究:它們位于細(xì)胞膜內(nèi)的脂質(zhì)雙層環(huán)境中,難以模擬。UM的Ramamoorthy實驗室設(shè)計并合成了新的聚合物,該聚合物形成脂質(zhì)納米圓盤,以提供這些蛋白質(zhì)可以折疊并自然結(jié)構(gòu)化的合適環(huán)境。
合成聚合物破壞大洋蔥狀多層脂質(zhì)結(jié)構(gòu),形成稱為“納米圓盤”的小塊脂質(zhì)雙層。這些納米圓盤的形狀像壽司,聚合物包裹在一層脂質(zhì)雙層周圍。當(dāng)研究人員想要研究特定的膜蛋白時,他們可以將該蛋白質(zhì)重新組合成聚合物納米圓盤,以檢測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用以及藥物與蛋白質(zhì)的相互作用等。
然后,研究人員使用一種稱為核磁共振成像的技術(shù),在納米圓盤內(nèi)的原子水平上對蛋白質(zhì)進(jìn)行成像。這些技術(shù)正在Ramamoorthy實驗室開發(fā),用于研究稱為細(xì)胞色素P450的酶的結(jié)構(gòu),該酶負(fù)責(zé)代謝多種藥物,并且還監(jiān)測與阿爾茨海默病和2型糖尿病有關(guān)的淀粉樣蛋白的聚集。
新發(fā)現(xiàn)的聚合物及其形成脂質(zhì)納米圓盤的能力將對細(xì)胞膜中發(fā)現(xiàn)的各種蛋白質(zhì)的原子分辨率結(jié)構(gòu)測定和功能分析產(chǎn)生重大影響。
該研究發(fā)表于Wiley-VCH,Ramamoorthy的研究小組已就該聚合物申請了美國專利。
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