重組膜蛋白研究最新發現

　　摘要： 哈佛大學生物化學系與分子藥理學系的科學家近期在膜蛋白研究方面取得新進展，相關成果文章Reconstitution of Outer Membrane Protein Assembly from Purified Components公布在最新一期的Science雜志上。

　　哈佛大學生物化學系與分子藥理學系的科學家近期在膜蛋白研究方面取得新進展，相關成果文章Reconstitution of Outer Membrane Protein Assembly from Purified Components公布在最新一期的Science雜志上。

　　文章通訊作者是來自哈佛大學的Daniel Kahne教授，他帶領的研究小組從事細菌細胞壁生物合成以及抗生素的分子生物機制研究多年。

　　β-Barrel膜蛋白位于革蘭氏陰性細菌、線粒體和葉綠體中，這種膜蛋白由高度保守和復雜的多蛋白復合體組成。β-Barrel膜蛋白的分子結構、折疊結構以及與酶作用的部位的結構機制卻鮮少為人所知。研究β-Barrel膜蛋白的瓶頸在于，β-Barrel膜蛋白很難在一個生物化學體系重重新構建起來。

　　為了解決這一難題，Daniel Kahne教授研究小組將大腸桿菌E.coli的膜蛋白提取出來，并且重組了β-Barrel膜蛋白，并在蛋白磷脂體內重組，研究人員使用已有的酶來探索β-Barrel膜蛋白的折疊結構。

　　結果發現，β-Barrel膜蛋白的折疊是在一個沒有能量的環境下進行的，其中一種可溶性的伴侶分子是β-Barrel膜蛋白折疊的關鍵因素。

相關鏈接：

　　膜蛋白

　　膜蛋白是指能夠結合或整合到細胞或細胞器的膜上的蛋白質的總稱。而細胞中一半以上的蛋白質可以與膜以不同形式結合。根據與膜結合強度的不同，膜蛋白可以被分為兩類：外周膜蛋白和內在膜蛋白。

　　內在膜蛋白是整合于膜上的蛋白質，總是與膜結合在一起。可以定義為需要通過人工加入去垢劑(如SDS或Triton X-100)或其他非極性溶劑才能夠從膜中分離出來的蛋白質。內在膜蛋白還可以根據與雙分子膜之間結合關系的差異細分為：

　　跨膜蛋白，顧名思義即跨越膜的兩端的蛋白質，其跨膜部分為β桶或α螺旋結構;

　　單向內在膜蛋白，其只從一個方向(膜外或膜內)與膜結合，雖然部分插入膜中，但不跨膜。

　　Reconstitution of Outer Membrane Protein Assembly from Purified Components

　　Christine L. Hagan,1,* Seokhee Kim,1,*, Daniel Kahne1,2,

　　β-Barrel membrane proteins in Gram-negative bacteria, mitochondria, and chloroplasts are assembled by highly conserved multiprotein complexes. The mechanism by which these molecular machines fold and insert their substrates is poorly understood. It has not been possible to dissect the folding and insertion pathway because the process has not been reproduced in a biochemical system. We purified the components that fold and insert E. coli outer membrane proteins and reconstituted β-barrel protein assembly in proteoliposomes using the enzymatic activity of a protein substrate to report on its folding state. The assembly of this protein occurred without an energy source, but required a soluble chaperone in addition to the multiprotein assembly complex.