新方法確定蛋白質(zhì)在細(xì)胞表面的組織方式

生物細(xì)胞具有多種功能，它們需要相互交流以協(xié)調(diào)它們。細(xì)胞表面的分子是這個(gè)過(guò)程的核心。幾十年來(lái)，生物學(xué)家一直在研究這種表面蛋白，越來(lái)越清楚的是，不僅它們的存在，而且它們?cè)诩?xì)胞表面的組織對(duì)于細(xì)胞的功能都至關(guān)重要。

“蛋白質(zhì)并不是簡(jiǎn)單地在細(xì)胞表面均勻分布且彼此獨(dú)立;相反，它們被組織成分子群落。在這些社區(qū)中，蛋白質(zhì)經(jīng)常共同發(fā)揮細(xì)胞功能，”蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究所教授 Bernd Wollscheid 解釋說(shuō)。Wollscheid 的博士生 Maik Müller 現(xiàn)在與包括來(lái)自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和其他機(jī)構(gòu)的更多研究人員在內(nèi)的大型跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)一起開(kāi)發(fā)了一種可用于發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面分子組織的技術(shù)。

“誰(shuí)接吻了?”

借助這項(xiàng)名為 LUX-MS 的技術(shù)，研究人員可以以納米級(jí)精度確定蛋白質(zhì)如何整合到細(xì)胞表面的組織中——換句話說(shuō)，哪些蛋白質(zhì)彼此接近。到目前為止，科學(xué)家們能夠測(cè)量彼此具有高親和力的單個(gè)蛋白質(zhì)的相互作用，以及駐留在細(xì)胞內(nèi)的分子。然而，這種新方法是第一個(gè)使科學(xué)家能夠特異性檢測(cè)整個(gè)細(xì)胞表面分子的組織的方法。Wollscheid 將這一整體稱為“表面組”。該術(shù)語(yǔ)由單詞“表面”和后綴“-ome”組成，后綴也用于基因組或蛋白質(zhì)組等術(shù)語(yǔ)。

Wollscheid 眨了眨眼，解釋了該方法背后的原理：“我們專門(mén)修改了一個(gè)特定的表面分子，使其喜歡與其附近的分子“親吻”，然后我們檢查其他表面分子的痕跡口紅。” 用更專業(yè)的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，一種小的化合物附著在感興趣的蛋白質(zhì)上。當(dāng)用光照射時(shí)，這種化合物會(huì)產(chǎn)生少量的活性氧分子，氧化附近的表面蛋白質(zhì)。使用特定的富集方法和質(zhì)譜結(jié)合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，科學(xué)家們可以最終確定哪些分子已被氧化。

為了確定感興趣的蛋白質(zhì)和其他分子之間的距離，研究人員在影響活性氧分子數(shù)量和存活時(shí)間的稍微修改的條件下重復(fù)他們的實(shí)驗(yàn)。這些包括光照射的長(zhǎng)度和培養(yǎng)細(xì)胞的培養(yǎng)基的選擇。局部產(chǎn)生的活性氧越多，這個(gè)過(guò)程持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，表面分子被氧化的區(qū)域就越大。

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