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科学家成功利用光亮控制蛋白活性

2008-10-20 10:13:46
科技日报




"本报华盛顿10月16日电(记者毛黎)美国滨州大学和德克萨斯西南医学中心联合组成的研究小组16日表示,他们发现了一种利用光亮控制某些蛋白催化生物化学反应的方法。相关文章刊登在最新出版的《科学》杂志上。
  滨州大学化学教授、研究小组领导成员史蒂芬?本库维奇表示,这是人们成功地利用光亮控制蛋白活性的实例之一。该技术有望今后得到广泛应用,包括关闭细胞中某些致病蛋白的活性。

  通过将一种取自燕麦植物的感光蛋白植入大肠杆菌的一种酶中,研究人员获得了基因工程混种蛋白(hybridprotein)。酶本身是一种蛋白,它在生物化学反应中起催化作用。研究人员发现,可以用光照射植入的感光蛋白操纵混合蛋白酶的活性。本库维奇说:“此技术如同一个光学开关,当光照射感光区域时,酶的活性增强;当关闭光照时,酶的活性减弱。”

  文章合著者、滨州大学化学系博士后吉云?李表示,研究小组在设计混合蛋白时,曾考虑了多种因素,其中包括蛋白的形态或形状。她认为,蛋白的形态在决定蛋白自身的功能方面十分重要。此次基因工程蛋白如果没有正确的形态,就不会对光照有如此的反应。

  研究人员考虑的另一个十分重要的因素是燕麦植物感光蛋白植入大肠杆菌酶中的部位。他们惊奇地发现,只有当感光蛋白植入酶中一个特点部位时,感光蛋白才能起到光开关的作用,在其他部位则不行。研究人员维沙尔?纳项认为,该现象说明酶内可能存在着某特点网络,它能被感光蛋白植入部位传来的光信号所激活。

  利用研究合作者、德克萨斯西南医学中心药物性教授拉曼?阮甘纳桑首创的统计偶联分析计算方法,研究人员从上百种酶可能与感光蛋白结合的部位中,成功地找到了能够实现光控制的结合部位。

  研究小组下步将了解光引发的信号是如何从感光区域传递给酶的。本库维奇表示,目前还不清楚这个工作过程。他们计划对自己的技术进行优化,以便了解能否通过其他途径用光亮来调节酶的活性。 "