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科学家利用X射线产生的衍射图案绘制出蛋白的3D模型
2016-7-18
科学家们已经捕捉到与侵袭性癌相关的钙穿梭分子的画面。三维结构可以帮助研究人员开发由钙吸收障碍引起的疾病的新疗法和诊断工具。
Alexander Sobolevsky的实验室在哥伦比亚大学医学中心。该实验室正在研究一个被称为“瞬时受体电位（TRP）”通道的蛋白质家族。在体内，这些蛋白质排列在肠等器官的表面，并形成孔来帮助钙穿过一层致密的脂质和蛋白质的屏障，即细胞膜，到达细胞内部。
“科学家们发现，一个叫做TRPV6的TRP通道变体，在一些癌症患者的肿瘤细胞中过量存在，”哥伦比亚大学医学中心的生物化学和分子生物物理学系助理教授、作者 Alexander Sobolevsky博士说道。 “似乎体内TRPV6数量越多的患者，所患癌的侵袭性越高。”
为了揭示这些通道是如何引导钙进入细胞内的，以及当这个过程失控时疾病是如何发生的，Sobolevsky的实验室使用了一种名为X射线晶体学的技术。该方法包括长出TRPV6晶体并将它们暴露于X射线束。而后，科学家利用X射线产生的衍射图案绘制出蛋白的3D模型。
该3D模型表示的是单个冷冻状态的信号通道。它揭示TRPV6孔的表面排列着负电荷。这些负电荷有助于吸引钙离子，因为钙离子是带正电的。随后，钙离子在空中从一个位置穿梭道另一个位置，每次zui多有三个分子进入细胞。
“今后，我们可以利用这个模型，通过堵塞细胞表面的TRP通道，来设计针对某些肿瘤的靶向药物。”Sobolevsky说。
按说，我们饮食摄入的钙被人体用于调节多种生过程，包括心脏的跳动、肌肉收缩和大脑信号的传递。除了各种形式的癌症，在疾病小鼠模型中，改变钙摄取和TRPV6的表达也被认为与克罗恩氏病和肾结石有关。我们需要开展进一步研究，以确定TRP通道改变导致病情恶化的程度。
TRPV6的结构发表在zui近一期《自然》杂志上。
