人類共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員的第一個(gè)結(jié)構(gòu)已解決

在可能有一天改善癲癇治療的工作中，UT西南大學(xué)的科學(xué)家發(fā)表了人類蛋白質(zhì)大家族中一個(gè)成員的第一個(gè)三維結(jié)構(gòu)，該蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上攜帶帶電粒子(離子)。

本研究中解決的氯化鉀共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(KCC1)結(jié)構(gòu)在細(xì)胞膜上攜帶帶正電的鉀離子(K +)和帶負(fù)電的氯離子(Cl-)，以幫助調(diào)節(jié)細(xì)胞的體積。該蛋白質(zhì)是在人體許多組織中，特別是在腎臟和大腦中發(fā)現(xiàn)的大量共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白之一。

盡管對(duì)共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行了廣泛的研究，但缺乏高分辨率結(jié)構(gòu)阻礙了人們對(duì)其行為的更深入了解。科學(xué)家使用冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)來(lái)解決結(jié)構(gòu)問(wèn)題。冷凍電子顯微鏡是一種先進(jìn)的技術(shù)，其中的樣品在極低的溫度下以防止冰晶形成的速度冷凍。

在這個(gè)家庭共轉(zhuǎn)運(yùn)的突變可導(dǎo)致疾病，如遺傳性癲癇，包括開(kāi)始于嬰兒期一種形式，說(shuō)曉晨白博士，相應(yīng)的作者學(xué)研究。靶向共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的藥物目前被用作治療高血壓的利尿劑。

“ 物理化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)助理教授”白博士說(shuō)：“ Cryo-EM是確定此類完整膜蛋白結(jié)構(gòu)的唯一方法。我們希望這種結(jié)構(gòu)將有助于靶向該蛋白的藥物的設(shè)計(jì)。”他是弗吉尼亞州Murchison Linthicum醫(yī)學(xué)研究學(xué)者，也是德克薩斯州癌癥預(yù)防和研究所(CPRIT)學(xué)者。

細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)對(duì)X射線晶體學(xué)特別有抵抗力，X射線晶體學(xué)以前被認(rèn)為是冷凍電磁法之前結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)的金標(biāo)準(zhǔn)。

在cryo-EM中，使用機(jī)器人輔助顯微鏡觀察樣品，該顯微鏡的高度可以是人的兩倍。這些包含高科技電子探測(cè)器的顯微鏡可與功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)配合使用，以記錄多個(gè)圖像并應(yīng)用高級(jí)算法來(lái)解釋數(shù)據(jù)。UT Southwestern的Cryo-EM設(shè)施每周7天，每天24小時(shí)不間斷運(yùn)行。

UT Southwestern公司使用cryo-EM進(jìn)行的這項(xiàng)工作還需要白博士享譽(yù)國(guó)際的先進(jìn)標(biāo)本制備技術(shù)。