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西亞試劑：新技術(shù)實(shí)時(shí)捕捉關(guān)鍵酶變形圖像

來(lái)自美國(guó)布蘭迪斯大學(xué)（Brandeis  University），霍德華休斯醫(yī)學(xué)院的研究人員揭開(kāi)了酶這一在細(xì)胞活動(dòng)中扮演著重要角色的成分的生活秘密，他們利用一種成熟的新技術(shù)實(shí)時(shí)捕捉到了一種關(guān)鍵酶變換形狀的圖像，上演了一幕酶動(dòng)力學(xué)舞蹈的精彩劇目。這一研究成果公布在11月18日的《自然》（Nature）雜志上。

    這一研究在布蘭迪斯大學(xué)完成，這是一所私立小型大學(xué)，雖然只有幾十年的歷史，在美國(guó)教育界卻頗有地位，被譽(yù)為“全美最年輕的主要研究院大學(xué)”。這所每年用在每名學(xué)生身上的經(jīng)費(fèi)高達(dá)29,500多美元的高等學(xué)府，以理科最為出色，生物化學(xué)(全美排第11)、物理(全美排第30)、化學(xué)(全美排第38)及生物，舉國(guó)知名，其他學(xué)科，如計(jì)算機(jī)科學(xué)、英文、歷史、政治科學(xué)和經(jīng)濟(jì)，也備受贊揚(yáng)。領(lǐng)導(dǎo)完成這項(xiàng)研究的是布蘭迪斯大學(xué)的霍德華休斯醫(yī)學(xué)院研究員Dorothee  Kern博士。

    Kern和她的同事通過(guò)實(shí)時(shí)捕捉酶動(dòng)力學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)這些蛋白并不如之前生命科學(xué)研究人員認(rèn)為的那樣，直到催  化事件發(fā)生才實(shí)質(zhì)性的激活，而是在其催化時(shí)——底物結(jié)合上來(lái)之前就完成了一段動(dòng)力學(xué)變化。這一研究的重要性在于能說(shuō)明酶在完成各項(xiàng)重要的催化工作之前的細(xì)小變化。

    在Kern等人的這兩篇文章中，研究人員實(shí)際上獲得了一種酶在底物不存在的情況下，形狀或者構(gòu)造的改變的整體圖像，Kern表示，“這確實(shí)是一種形態(tài)轉(zhuǎn)變”，早期的研究只能獲得酶固化后的snapshots，它們真實(shí)的細(xì)微變化并不清楚。

    這一為期三年的研究是一項(xiàng)突破，幫助研究人員更加深入了解了酶的動(dòng)力學(xué)特征，Kern等人多年來(lái)一直致力于捕捉酶如何移動(dòng)，以及如何改變形狀，她在核磁共振（nuclear  magnetic  resonance，NMR）技術(shù)應(yīng)用方面取得了許多經(jīng)驗(yàn)，這種技術(shù)能檢測(cè)到一個(gè)蛋白中個(gè)體原子的運(yùn)動(dòng)。但是在這項(xiàng)研究中，研究人員需要更多的實(shí)驗(yàn)技術(shù)幫助他們不僅獲得關(guān)鍵蛋白的運(yùn)動(dòng)情況，還有蛋白的結(jié)構(gòu)變化情況。他們需要了解這種短暫的，罕見(jiàn)的酶的形狀——這對(duì)于理解以及設(shè)計(jì)藥物至關(guān)重要。