新型标记方法揭示膜蛋白几何构型

锌指蛋白介导的膜蛋白标记方法

南通大学生命科学学院教师陈长生与德国弗赖堡大学合作，构建了一种新的活细胞单分子水平荧光成像膜蛋白标记方法，该方法可以研究膜蛋白复合物的亚基组成和几何构型。4月28日，相关研究成果“锌指蛋白介导的蛋白标记方法揭示膜蛋白的几何构型”发表在《美国化学学会纳米杂志》上。

细胞膜表面表达的膜蛋白一直是生命科学领域的重点和难点。阐明膜蛋白的功能对于探索许多神经退行性疾病如阿尔茨海默病的发病机制至关重要。基于单分子荧光成像研究多亚基蛋白质复合物中亚基的几何结构被证明是一种非常有效的方法。然而，由于荧光分子数量少，荧光背景相对较高，这种方法在研究上有很大的局限性。

陈长生博士的团队发现，通过锌指蛋白和双链DNA之间的高度特异性相互作用，人工设计和合成的锌指蛋白与靶蛋白融合并在非洲爪蟾卵母细胞中表达，从而将有机荧光染料标记的双链DNA分子标记到靶蛋白上，可以准确观察膜蛋白复合体中亚基的相互作用并解释该蛋白的相关功能。

基于20%的标记效率，陈长生建立了一种根据蛋白质复合物的整体标记程度推断亚基组成的方法。利用这种方法，该团队成功地完成了神经元表面谷氨酸受体NMDAR的多重荧光标记，并验证了受体亚基2:2的几何构型。陈长生指出，通过这种模块化设计思想，可以进一步开发更多的锌指蛋白DNA相互作用模块，从而可以用于研究更复杂的蛋白质复合物中不同亚基的相互作用。此外，该方法可以扩展到研究病理条件下某些膜蛋白受体损伤引起的发病机制，如神经退行性疾病如记忆衰退。

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acsnano.9b08865