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比利时构建出离子通道三维图

时间:2011-04-12 14:40来源:来源: 每日科学 作者:
  研究人员首次制成了因剑毒而瘫痪蛋白的三维图像。3D图像的制成为睡眠问题、烟草成瘾和一些肌肉疾病的药物开发开辟了新的视角。

  比利时鲁汶大学结构神经学实验室的研究人员首次制成了因剑毒而瘫痪蛋白的三维图像。剑毒具有麻痹作用,其有毒活性成分也被用在肺外科上,但目前还不清楚它的确切作用原理。3D图像的制成为睡眠问题、烟草成瘾和一些肌肉疾病的药物开发开辟了新的视角。

  人类的细胞膜含有7000多种蛋白,但科学家只发现了其中27种蛋白的结构。离子通道是细胞膜(负责通信)的一个重要组成。结构神经学实验室绘制出了离子通道的三维结构图。

  实验室主任尤伦斯对3D图像的意义作了如下解释:“我们就像一个锁匠,要弄明白钥匙(剑毒)如何去配这个锁(离子通道),以及这把钥匙如何会让这把锁保持开启状态。一些毒素只适合一把锁,但剑毒是把万能钥匙,它可以关闭各种离子通道。通过这把锁的3D结构,研究人员就可以开发出针对这把万能钥匙的药物去治疗这一类的疾病,或者开发出针对某一疾病的药物,如烟草成瘾,因为尼古丁影响的是一种特殊的离子通道。

  离子通道事实上就是开关。蛋白形状像是微观小孔,可以开启也可以关闭。带电的离子通过这些蛋白流入或流出细胞。毒素可以通过阻止离子通道而破坏细胞之间的通信。剑毒是亚马逊河土著人打猎时使用的一种毒素。他们把剑毒涂在剑头上以便麻痹猎物。筒箭毒碱(剑毒的活性成分)能麻痹肌肉并且使呼吸停止而导致死亡。

  相对于细胞膜的脂类来说,我们对细胞膜的蛋白了解很少。通过X射线晶体学,先把蛋白在水中培养出蛋白晶体,然后进行X线照射就可以发现它们的结构。然而,要形成多脂的膜蛋白晶体是很困难的。十年前科学家通过其它方法获得了离子通道的截面副本,虽然从化学上说相似,但它们不是多孔的。现在研究人员采用了从对剑毒敏感的部位入手研究离子通道,建立起了这些离子通道如何识别化学物质的影像图。

  研究人员希望这一成果能有助于相关药物的开发:“过去制药公司是通过释放成千上万种物质进入离子通道来研制药物。如果某种物质引起了反应就会拿到病人身上反复进行实验。我们的研究将会有目的地开发药物:通过洞察离子通道的三维结构开发能专门与这种蛋白结合的药物。”



(责任编辑:glia)
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