不愿静坐的蛋白开关

　　

一个蛋白从关（青色和蓝色）到开（黄色和橙色）的过程

【生物通编译】

细胞可以对环境中发生的大量变化，如营养物的改变，激素的释放或入侵的“邻居”做出反应。蛋白开关赋予了细胞这种适应能力。现在科学家们已经获得了一个中间态的分子开关，其行为有些象自身不断开开关关的光开关。这一研究为这些开关蛋白不仅仅是静坐等着打开的观点又添证据。

一个研究的比较多的分子开关是大肠杆菌中的一种名为NtrC的蛋白质。当氮缺少时，一种酶会将一个磷酸基团加到NtrC上——即进行磷酸化——从而使NtrC从非活性状态开放到活性状态。激活的NtrC结合到DNA上，并促进使细胞在无氮条件下生存的特定基因的表达。虽然这种蛋白开关经常被描述为或者开或者关的静态结构，但是事实上这种蛋白质是不断改变形状的活性分子。了解其中的动态过程对于了解这些开关是如何工作的至关重要。

Brandeis大学的结构生物学家Dorothee Kern应用核磁共振（NMR）的方法测定NtrC蛋白单个原子的移动。非磷酸化的蛋白质的柔性提示Kern和合作者，它可能正在激活和非几乎状态之间左右游移。为了确证这一假设，他们研究了这种蛋白的一个突变体。结果发现突变体蛋白在开放基因上越有效，它转到活性形状的时间越多。他们在3月23日的Science上报告了这一结果。Kern得出结论，非磷酸化蛋白质不是静态的，而是不断地在开与关之间不断变化的。磷酸化将这种变化的平衡转移使蛋白花更多的时间进入激活形式。

蛋白质在多种形式之间变化的观点并非全新的观点，但是Brandeis与同事们以实验的方法获得这些蛋白的动态过程则是一项超乎寻常的工作。

——摘译自3月26日Science now（heartlake）

（未经允许，不得转摘）