Nature:****脱甲基酶最近研究成果

　　

    生物通报道  近日芝加哥大学一个华人科学家领导的科研小组第一次对人体重要化学过程的中间阶段进行了观察，这些化学过程对于修复DNA甲基化损伤和调控影响人体健康状况的重要生物功能起着关键的作用。研究论文发表在11月10日的《自然》（Nature）杂志上。

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    研究人员集中研究了一种细菌DNA修复酶AlkB。“我们的研究结果同样适用于在人体发挥关键调控作用的其他同家族蛋白。或许某一天研究人员就能利用这些发现开发出一些能阻断蛋白质功能的新方法从而在人体细胞中执行重要的生物甲基化功能，”研究的负责人、芝加哥大学的化学系教授何川说。

    “这个蛋白质家族目前已成为了生物学研究的热点，”何川说道：“这些蛋白质与肥胖、癌症和糖尿病直接相关。然而它们却不是通过常规的DNA或蛋白质修饰途径，而是很可能通过RNA修饰和去修饰化来发挥调控作用。这是生物学研究的新领域。”

    在论文中研究人员详细描述了蛋白质通过氧化脱甲基化作用改变生物分子化学结构及功能的机制。甲基化是人体调控DNA和蛋白质发挥正常功能的一种重要的化学过程。DNA的甲基化和去甲基化可直接影响基因的表达。最年来科学家们一直推测AlkB以及相关蛋白参与了氧化性脱甲基作用。

    “生物甲基化是自然界非常重要的过程，对人体许多生理过程包括细胞分化及遗传信息的传递都起着重要的调控作用，”何川说。

    芝加哥大学的研究人员利用近期开发的一种生物技术在AlkB与宿主分子反应过程中对其进行了捕获。 何川研究小组基于化学要素对捕获的两种酶中间体进行了分析和预测。

    威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员对中间体的电子及结构特性进行了计算机分析。计算结果表明这些中间体是一种“两性离子”，这意味着它们全部附带的都是中性的电荷，当它们与不同的原子相互作用时才显示正性或负性电荷。

    “我们证实何川研究组捕获的中间物在自然界是一种两性离子，这为了解生物去甲基化过程中的化学步骤提供了新线索，”威斯康星大学麦迪逊分校化学系教授崔强说。

    研究小组利用美国阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）先进的光子源APS（Advanced Photon Source）确定了氧化作用对于甲基化的影响，并确定了中间体的晶体结构，描绘了三维原子框架图。

    何川研究小组的成员每个月都要去到阿贡国家实验室两到三次进行全天的实验分析。“我们在那收获了近一百个数据集，”何川说：“研究人员会在不同的间隔时间采集多重数据集以确定结果的准确性。”

（生物通：何嫱）

作者简介：
何川
北京大学化学与分子工程学院****讲座教授，美国芝加哥大学化学系教授，2003年获得美国Searle学者奖。

个人经历：
2009 北京大学化学与分子工程学院，兼职教授
2008-至今 美国芝加哥大学化学系， （终身）副教授
2002-2008 美国芝加哥大学化学系， 助理教授
2000-2002 美国哈佛大学化学系，博士后
1995-2000 美国麻省理工学院化学系，理学博士

研究领域
1.通过化学生物学、微生物学及结构生物学相结合的手段，研究和证明多种临床感染性病原体中的全局性调控蛋白的调控机理. 并研究和开发针对各种临床感染性病原体的小分子药物。
2.发展和使用新型活性位点化学偶联技术，表征和研究原核生物及真核生物中DNA去甲基修复酶的结构及性质，并将这些手段进一步拓展到RNA修复蛋白的研究当中。
3.金属蛋白调控机理研究与金属蛋白进化
4.金属催化反应