科学家利用非极性包装获高稳定膜蛋白

(记者程)近日，北京大学深圳研究生院与美国加州大学合作，利用非极性包装技术获得高度稳定的膜蛋白。该结果最近发表在《科学》在线版上。

膜蛋白作为生物膜功能的主要载体，一直是生物学家关注的焦点。与水溶性蛋白质相比，膜蛋白的设计非常困难，主要是因为人们对能显著影响膜蛋白稳定性的结构特征知之甚少。

疏水相互作用在水溶性蛋白质的折叠和稳定中起主导作用，因为磷脂双层中脂质非极性脂肪链的天然疏水分离对膜蛋白跨膜区的结构稳定性的贡献可忽略不计。相反，破坏跨膜区的空间包(如引入空隙或空间冲突)将大大削弱膜蛋白自然折叠的稳定性。”该论文的合著者、北京大学深圳研究生院特别副研究员刘立军告诉《中国科学日报》。

以磷蛋白为模板，通过分子动力学模拟，研究人员通过改变氨基酸序列设计了一系列稳定的五聚体螺旋簇。与此同时，通过微调卷曲螺旋特有的七肽重复区的特定位点，他们获得了高度稳定的膜蛋白，这些膜蛋白能够抵抗高温、还原剂和蛋白质变性。结构经超速离心分析和X射线晶体结构证实。

本研究首次主要通过非极性包装获得了高度稳定的膜蛋白，证明了膜蛋白设计原理取得了实质性进展，为通过非极性相互作用设计稳定的膜蛋白提供了重要的模型依据。

相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aav7541

中国科学新闻(2019-04-09，第一版集锦)