Nature新文章闡析重要轉運蛋白功能機制
日期：2013-10-30 09:10:25
LIMP-2蛋白對于人類和動物均是至關重要的。如果缺失這一蛋白（例如，由遺傳病引起），一種不明特性的物質，有可能是脂類，就會在生物體內累積。直到現在，科學家們還不清楚這種蛋白質的樣子以及它的確切功能。
來自德國比勒費爾德大學化學系的Michael Schwake博士正針對這一蛋白開展研究，從而為未來的治療掃清道路。與德國、加拿大和美國的同事展開合作，他現在發現LIMP 2具有一種新型的蛋白質折疊以及一種納米顯微小運輸通道。研究人員將他們的研究結果于10月27日發表在全球知名的科學期刊《自然》（Nature）上。
蛋白質是由氨基酸所構成。盡管這些氨基酸就像沿著一條繩索一樣排列成行，它們卻能夠生成一種扭曲的螺旋和片層三維結構。而正是這種折疊使得它們能夠影響生物細胞。“我們正在解碼蛋白質的結構和功能，以闡明它們內部的生物化學過程發生的機制，”Schwake說。
為了研究LIMP-2，Schwake來自加拿大多倫多大學的同事們獲得了這種蛋白的結晶。隨后，他們采用X射線衍射分析確定了它的晶體結構。“當分析這一構象時，我們檢測到了迄今為止從未在其他蛋白質中描述過的一種蛋白質折疊，”Schwake說。
LIMP-2存在于人體的每個細胞中。它主要是定位在細胞的溶酶體，在那里它確保了一種特殊的酶能夠到達溶酶體。溶酶體是細胞的“胃”，它們能夠分解有害和無用的物質。一種叫做β-葡糖腦苷脂酶（beta-glucocerebrosidase）的特殊酶負責分解脂類。如果該酶發生缺陷或是不能到達溶酶體，這些脂類將會發生累積。生物化學家們懷疑，這是引起高雪氏癥（Gauchers Disease），這一導致肝脾腫大的疾病的原因。
Schwake的研究揭示了LIMP-2運送這種酶的機制。LIMP-2蛋白具有一個包含數個螺旋的“頭部”， β-葡糖腦苷脂酶就停泊在這一頭部。Schwake說：“我們還設法證實了這一蛋白具有一條通道，它就是借助這一通道將物質運送通過溶酶體膜。很有可能。這一通道被利用來運送脂類離開了溶酶體。通過比較LIMP-2和相關蛋白的結構，其中有兩種蛋白已知能夠結合和運輸脂類，我們確定了這一點。比較結果表明，LIMP-2具有相同的能力。”
作為一名生物化學家，Schwake的工作并非開發一種治療，而對于基礎研究，即開發蛋白質在細胞中的運作機制感興趣。“人們可以利用我們的研究結果來開發出治療疾病的物質。通過我們的研究，我們現在了解了配體如何結合到LIMP-2頭部，以及如何通過這一通道運送脂類的機制。在這些位點特意破壞這種結合將是阻止這一過程的一種途徑，”Schwake說。
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