細(xì)胞內(nèi)NMR光譜方法在活細(xì)胞中應(yīng)用

在活細(xì)胞中以原子分辨率確定蛋白的三維結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)生物學(xué)家來說是一大挑戰(zhàn)。本期nature報告的兩項進展，應(yīng)能拓寬這一領(lǐng)域中一項很有希望的方法——細(xì)胞內(nèi)nmr光譜的應(yīng)用范圍。以前，光譜方法較低的靈敏度及樣本的短壽命，使得人們難以獲得足夠的結(jié)構(gòu)信息來用這種方法確定蛋白結(jié)構(gòu)。為nmr實驗收集數(shù)據(jù)一般需要一到兩天時間，這對活細(xì)胞來說太長了。sakakibara等人通過在2至3個小時內(nèi)收集到足夠數(shù)據(jù)而克服了這一局限。他們報告了完全根據(jù)在活大腸桿菌中獲得的信息確定的第一個三維蛋白結(jié)構(gòu)。

該原理證明研究中所用模型蛋白，是來自嗜熱菌的假設(shè)的重金屬結(jié)合蛋白ttha1718。此前，活細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)nmr光譜僅限于細(xì)菌和非洲爪蟾卵母細(xì)胞，對活真核細(xì)胞的廣泛應(yīng)用受到向這些細(xì)胞中輸送同位素標(biāo)記蛋白效率相對較低的限制。現(xiàn)在，inomata等人發(fā)現(xiàn)，通過細(xì)胞穿透肽由吡啶酸調(diào)控的作用，有可能將合適標(biāo)記的蛋白輸送到人細(xì)胞的細(xì)胞液中，所用細(xì)胞穿透肽通過共價鍵與目標(biāo)蛋白相結(jié)合。當(dāng)輸入的蛋白被內(nèi)生酶活性或自體還原裂解作用釋放時，研究人員便能夠獲得活的人細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的高分辨率二維異核nmr光譜。這一方法有可能成為以細(xì)胞內(nèi)蛋白為作用目標(biāo)的藥物的設(shè)計及篩選工作的一個強大工具。