如何透过蛋白结构剖析蛋白功能

　　

生物通报道：理解一种蛋白的结构能帮助研究者们更多地理解该蛋白的功能和该蛋白于其他蛋白之间的相互作用。分子与结构生物化学教授John Cavanagh博士与来自Mayo Clinic和杜克大学的同事们组成的研究小组描绘了一种叫做calbindin-D28K的蛋白的形状。这将可能为开发治疗神经退化性疾病药物提供了线索。该研究发表在2006年7月的《Nature Structural and Molecular Biology》上。

Calbindin-D28K是一种从富含钙离子的区域夺取钙的蛋白，或者充当一种进一步的化学反应的开关；在肾脏、胰脏、视觉神经中均有发现，并且在大脑中富集。最近的研究证明，Calbindin-D28K蛋白可以与一种叫做caspase-3的蛋白结合并抑制它，起到保护大脑的作用——caspase-3是一种刺激神经退化疾病的标志“混浊”形成（plaque formation）和“缠结”形成的蛋白。直到目前为止，Calbindin-D28K的结构仍然是一个谜。

“如果你不知道该蛋白的形状，你就不能知道他是如何工作的” Cavanagh说，“我们花费类长达五年的时间来研究这种蛋白的结构，发现它与caspase-3蛋白结合。深入研究它如何与caspase-3结合和相互作用将会为治疗疾病提供新的方法。”

Cavanagh说，刻画calbindin-D28K蛋白的结构花费了很多时间。原因是：首先挑战存在于要从细胞中获得足够量的该蛋白才能进行该研究。此外，该蛋白的结构的许多部分与其他蛋白十分相似，这使得辨别成了难题。

研究小组利用核磁共振技术获得了该蛋白高分辨率的图片。Cavanagh说，该蛋白的形状是可变的，它有时候不包含钙离子，当它夺取钙离子后会改变形状。

“这也许就是为什么这种蛋白具有多种不同功能的原因，” Cavanagh说，“蛋白结构的改变通常就是一种开关的形式，而且这种蛋白同时也会夺取钙离子并且运送到别的地方去，目前，我们正在从事确定该蛋白不包含钙离子时的结构的研究。”
（生物通：亚历）