新理论揭开了蛋白质 - 膜相互作用背后的秘密
数万亿个细胞 - 各种形状和大小 - 形成人体结构。每个细胞周围都是一个膜,共同作为女主人和安全人员 - 欢迎某些信息进入细胞,同时确保其成分不会溢出到体内的空隙中。关于细胞的各个部分是如何起作用的知识很多,但是直到现在,在密苏里大学最近的一项研究之后,对蛋白质如何与细胞膜相互作用的重要理解仍然是一个谜。
“当你想到生命系统的基本组成部分时,蛋白质是最重要的,就在核酸上,”MU的艺术与科学学院物理学副教授,联合副教授Gavin King说。生物化学。“与DNA相比,蛋白质在细胞中执行更多活动。”
蛋白质是细胞的主力。任何给定细胞中约30%的蛋白质经常与膜相互作用或存在于膜内,以促进和调节信息和材料进出细胞的流动。使用高精度原子力显微镜实验,King的团队测量了蛋白质从膜上脱离所需的力。
“想象一下,你要去钓鱼,你的钓鱼竿是力显微镜,”金说。“在我们的钓竿末端,我们附上了一个诱饵,或者在这种情况下是一个非常短的蛋白质。我们以非常小心和可控的方式将钓竿降低到隔膜附近。在某种程度上我们无法控制或者直接观察,诱饵经常被鱼咬伤,在这种情况下就是鱼。当鱼咬伤时,我们可以将诱饵拉回来,我们可以询问从鱼嘴里掏出诱饵需要多大的力量让我们感到惊讶的是,如果你反复进行同样的实验,你会得到不同的结果。我们正在努力寻找能够适应这种复杂性的模型。“
为了回答这个问题,MU的艺术与科学学院物理学教授Ioan Kosztin与King合作开发了一个理论模型,该模型显示蛋白质可以通过不同途径脱离膜的方式不止一种。他们发现蛋白质 - 膜相互作用可以表现出“接合”行为。
“捕捉行为类似于中国的手指陷阱,与直觉相反,越陷越困,陷阱越强,”科兹廷说。“虽然之前已经在细胞水平上描述了类似的行为,但据我们所知,这是蛋白质 - 膜相互作用的第一份报告。”
研究人员希望这一发现将为未来研究细胞信号通路以及药物如何改变细胞功能奠定基础。