科學家利用非極性包裝獲高穩定膜蛋白

近日，北京大學深圳研究生院與美國加州大學合作利用非極性包裝獲得高度穩定的膜蛋白。該成果日前在線發表於《科學》。

膜蛋白作為生物膜功能行使的主要承擔者，一直是生物學家重點研究的對象。相較於水溶性蛋白，膜蛋白的設計十分困難，主要原因在於人們對能顯著影響膜蛋白穩定性的結構特徵知之甚少。

「在水溶性蛋白質的摺疊與穩定中起主導作用的疏水相互作用，因為磷脂雙分子層中的脂質非極性脂肪鏈的天然疏水隔絕，對於膜蛋白跨膜區域的結構穩定性的能量學貢獻微不足道；相反，跨膜區域的空間包裝的破壞（比如引入空隙或空間衝突）則會大大損害膜蛋白天然摺疊的穩定性。」論文共同通訊作者、北京大學深圳研究生院特聘副研究員劉利軍告訴《中國科學報》。

實驗人員以受磷蛋白為模板，利用分子動力學模擬，通過改變氨基酸系列，設計了一系列穩定五聚捲曲螺旋簇；同時，通過對捲曲螺旋特有的七肽重複區的特定位點進行微調，他們獲得了高度穩定的耐高溫、耐還原劑和耐蛋白質變性試劑的膜蛋白。該結構通過超離心分析和X-光晶體結構等方法得到確證。

該研究是首次主要利用非極性包裝獲得高度穩定的膜蛋白，證明了膜蛋白的設計原則已經取得了實質性進展，同時為利用非極性相互作用設計穩定膜蛋白提供了重要的模型基礎。（來源：中國科學報 程唯珈）

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