瑞典查爾莫斯理工大學的研究人員開發(fā)了一種獨特的蛋白質(zhì)研究方法，可以為藥物研究打開一扇新的大門。通過在玻璃制成的納米膠囊中捕獲蛋白質(zhì)，研究人員已經(jīng)能夠在自然環(huán)境中創(chuàng)建一個獨特的蛋白質(zhì)模型。研究結果發(fā)表在科學雜志《小》上。
蛋白質(zhì)是尋找目標并執(zhí)行細胞生存和功能所必需的許多不同任務。這使得它們對新藥的開發(fā)有意義——尤其是那些位于細胞膜上的蛋白質(zhì)，并決定了哪些分子可以進入細胞，哪些不能。這意味著了解這些蛋白質(zhì)的工作原理是開發(fā)更先進藥物的重要挑戰(zhàn)。但這并不容易——這種蛋白質(zhì)非常復雜。如今，幾種不同的方法被用來對蛋白質(zhì)進行成像，但沒有一種方法能完全解決在自然環(huán)境中研究單膜蛋白質(zhì)的挑戰(zhàn)。
由化學和化學工程系的馬丁安德松領導的查爾莫斯理工大學的一個研究小組已經(jīng)成功地使用原子探針斷層掃描術來成像和研究蛋白質(zhì)。原子探針斷層掃描已經(jīng)存在了一段時間，但以前沒有以這種方式使用過——它用于研究金屬和其他硬材料。
“當我們發(fā)現(xiàn)可以通過這項技術區(qū)分骨骼中的有機物時，這與研究骨骼和植入物之間的接觸面有關。這給了我們進一步開發(fā)蛋白質(zhì)方法的想法，”馬丁安德松說。
面臨的挑戰(zhàn)是開發(fā)一種在自然環(huán)境中保持蛋白質(zhì)完整的方法。研究人員通過將蛋白質(zhì)封裝在直徑只有50納米(納米是毫米的百萬分之一)的非常薄的玻璃片中，成功實現(xiàn)了這一目標。然后，他們用電場切斷玻璃的最外層，并通過原子釋放蛋白質(zhì)原子。然后可以在計算機上三維重建蛋白質(zhì)。
與現(xiàn)有的蛋白質(zhì)三維模型相比，驗證了研究結果。未來，研究人員將改進方法以提高速度和準確性。
這種方法在很多方面都有所突破。除了三維結構建模，它還可以同時顯示蛋白質(zhì)的化學組成。
“我們的方法提供了許多好的解決方案，可以成為現(xiàn)有方法的有力補充。研究蛋白質(zhì)是如何在原子水平上構建的是可能的，”馬丁安德松說。
使用這種方法，有可能研究所有蛋白質(zhì)，這在目前是不可能的。如今，只有大約1%的膜蛋白被成功地進行了結構分析。
“通過這種方式，我們可以研究單一的蛋白質(zhì)，而不是目前研究大量蛋白質(zhì)然后創(chuàng)造平均值的方法，”馬丁安德松研究小組的研究員古斯塔夫桑德爾說。
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