膜蛋白研究新技术

膜蛋白是最重要的生物大分子之一，这种嵌入细胞脂质膜中的蛋白质是细胞的“看门人”，它们监测细胞外的分子，决定哪些物质可以进入细胞内，或者哪些信号可以传递到细胞内，同时还承担运输的重任。但是研究这些受体分子相当困难，因为一但膜蛋白离开细胞膜它们就停止工作了。最近一个研究小组找到一种方法，能够为提取出来的膜蛋白提供一个环境使它们继续工作，就好像还没有离开原来细胞膜的家一样。

2004年4月下旬在三藩市举行的Materials Research Society的一个会议上，来自University of Illinois, Urbana-Champaign的生化学家Stephen Sligar报告说他们的研究小组他们制备出一种脂质体的“超微小碟nanodiscs”并成功将特定的膜结合蛋白嵌入其中，并使之继续工作。这种nanodiscs和天然的细胞膜的组成一样，是由两层磷脂层组成的，每个磷脂分子都有活跃的亲水的头部基团和长长的疏水尾部。为了保持这个nanodiscs为扁平的形状，研究人员给这个nanodiscs外面加上一圈蛋白质，就像紫菜寿司中包着饭团的紫菜卷。

为了证实嵌入这个nanodiscs中的受体可以继续工作，研究人员采用一个已知的蛋白――β2 肾上腺素受体(β2 adrenergic receptor ，简称β2AR，是心脏药物阻滞剂(beta blockers)的靶目标，生物通注)来进行研究。研究人员制备了嵌入β2 肾上腺素受体的nanodiscs，用一种类似药物的小分子化合物来处理这个nanodiscs，由于这种化合物已知可以结合在膜蛋白向膜外的受体结合部位，这种结合会导致β2 肾上腺素受体改变形状并释放原来结合在β2 肾上腺素受体细胞膜内部分的G蛋白。通过同位素标记小分子化合物，研究小组发现在nanodiscs中的膜蛋白进行了同样的步骤。

University of Wisconsin一位化学家表示，这是一个非常cool的技术，应用前景非常广泛，这个技术将有助于解开一大堆未知的膜蛋白的生化行为模式，也将有可能帮助得到膜蛋白的结晶，从而应用X射线晶体衍射学获得在原子水平上的结构图。