记者2月20日从西湖大学获悉,该校未来产业研究中心、生命科学学院、西湖实验室卢培龙课题组首次实现跨膜荧光激活蛋白的从头设计,这也是首个通过人工设计得到的、能够精确结合特定小分子的跨膜蛋白。相关研究成果当天在线发表于《自然》杂志。
跨膜蛋白承担着细胞内外物质交换与信息传递的重任。“人类基因组中,超过四分之一的蛋白质为膜蛋白,人体的视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉均依赖其发挥作用。”卢培龙介绍,目前世界上约一半的现代药物都以膜蛋白为靶标分子。在此背景下,人工设计膜蛋白成为极具价值的研究方向。
该项研究于2019年开启,旨在从头设计一种能够特异性地结合某种小分子的跨膜蛋白。课题组选定名叫HBC599的荧光基团作为结合目标。这种荧光基团在游离状态下不发光,只有当以特定姿态被稳定结合,才发出荧光。
研究过程困难重重。“因为小分子结合蛋白对精度的要求极高,成功的设计与失败的设计之间,有时只有0.1纳米的偏差。”课题组成员、论文第一作者朱璟熠说。
研究人员耗时3年不断进行实验,终于成功构建出能与HBC599荧光基团强力结合的结构,其荧光亮度是这种荧光基团游离状态的上千倍。此后,研究团队又花费1年时间,调整蛋白表面性质,成功获得“跨膜”版本的荧光激活蛋白,其荧光亮度提升至荧光基团游离状态的1600倍。
在此基础上,课题组试图对跨膜蛋白实验结构进行解析,以证明其和设计模型是一致的。由于蛋白过小,超出冷冻电镜解析极限,解析工作面临巨大挑战。不过,卢培龙凭借此前积累的经验,想到通过蛋白质设计方法将蛋白变大的创新思路。经过努力,课题组终于成功解析出设计蛋白与荧光基团复合物的高分辨率冷冻电镜结构,证实其与设计模型高度一致。
“首次实现跨膜荧光激活蛋白从头设计,为后续膜蛋白设计研究提供了宝贵经验和方法。”卢培龙表示,这项科研成果在膜成像、跨膜传感器、跨膜物质传输等领域具有广阔的应用前景。
记者2月20日从西湖大学获悉,该校未来产业研究中心、生命科学学院、西湖实验室卢培龙课题组首次实现跨膜荧光激活蛋白的从头设计,这也是首个通过人工设计得到的、能够精确结合特定小分子的跨膜蛋白。相关研究成果当天在线发表于《自然》杂志。
跨膜蛋白承担着细胞内外物质交换与信息传递的重任。“人类基因组中,超过四分之一的蛋白质为膜蛋白,人体的视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉均依赖其发挥作用。”卢培龙介绍,目前世界上约一半的现代药物都以膜蛋白为靶标分子。在此背景下,人工设计膜蛋白成为极具价值的研究方向。
该项研究于2019年开启,旨在从头设计一种能够特异性地结合某种小分子的跨膜蛋白。课题组选定名叫HBC599的荧光基团作为结合目标。这种荧光基团在游离状态下不发光,只有当以特定姿态被稳定结合,才发出荧光。
研究过程困难重重。“因为小分子结合蛋白对精度的要求极高,成功的设计与失败的设计之间,有时只有0.1纳米的偏差。”课题组成员、论文第一作者朱璟熠说。
研究人员耗时3年不断进行实验,终于成功构建出能与HBC599荧光基团强力结合的结构,其荧光亮度是这种荧光基团游离状态的上千倍。此后,研究团队又花费1年时间,调整蛋白表面性质,成功获得“跨膜”版本的荧光激活蛋白,其荧光亮度提升至荧光基团游离状态的1600倍。
在此基础上,课题组试图对跨膜蛋白实验结构进行解析,以证明其和设计模型是一致的。由于蛋白过小,超出冷冻电镜解析极限,解析工作面临巨大挑战。不过,卢培龙凭借此前积累的经验,想到通过蛋白质设计方法将蛋白变大的创新思路。经过努力,课题组终于成功解析出设计蛋白与荧光基团复合物的高分辨率冷冻电镜结构,证实其与设计模型高度一致。
“首次实现跨膜荧光激活蛋白从头设计,为后续膜蛋白设计研究提供了宝贵经验和方法。”卢培龙表示,这项科研成果在膜成像、跨膜传感器、跨膜物质传输等领域具有广阔的应用前景。
美国《发现》杂志网站2月7日刊登题为《200万年前,我们的人类祖先开始从水里捞鱼》的文章,作者是科迪·科蒂尔,内容编译如下:捕鱼可能是一种占许多国家蛋白质消费极大比例的全球性行为,但捕 肺癌是全球死亡率最高的恶性肿瘤。其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比达到85%。表皮生长因子受体(EGFR)是NSCLC最常见的驱动突变基因。现在,一个国际科学家团队首次证明,EGFR的一个关键界面可能会成为更 人类的语言自产生以来,就不断演化发展。发音、词汇、语法的演变过程,是语言学家较为关注的领域。语言演化的根本动力是什么,演化又呈现出怎样的规律?我国科学家主导的一项心理学研究显示,人类的某 3月21日上午,全球首列氢能源市域列车在中车长客股份公司(以下简称“中车长客”)试验线上进行了时速160公里满载运行试验。当日试验过程中,车以160公里/小时速度运行的列车,每公里实际运行平均能耗 3月22日消息,xiaomi集团的卢伟冰在微博上表示,xiaomiCivi 4 Pro有可能是2024年最轻薄的电话。这款电话的厚度仅为7.45mm,重量为179.3g。尽管拥有超轻薄的机身,但Civi 4 Pro仍搭载了一块容量为4700mAh 3月23日消息,荣耀Magic6 RSR 保时捷设计于3月22日正式开售,售价为9999元。该款电话首销当天即被抢购一空,荣耀商城显示,下一轮销售时间将是3月29日上午10:08。荣耀总裁赵明在微博上表示,荣耀Magic6 RS 。本文链接:科学家首次实现跨膜荧光激活蛋白从头设计http://www.sushuapos.com/show-2-10783-0.html
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