武漢物數所在細胞內蛋白質(zhì)的核磁共振研究方面獲得重要進(jìn)展

　　細胞內蛋白質(zhì)的核磁共振研究(Protein In-cell NMR)，即利用核磁共振波譜方法獲取活細胞內原子分辨的蛋白質(zhì)結構、動(dòng)態(tài)學(xué)以及相互作用信息，是近年來(lái)核磁共振波譜的前沿研究領(lǐng)域。然而，細胞內環(huán)境極其復雜，生物大分子濃度高達100-400 g/L。在細胞內這種更為接近生理條件的環(huán)境下研究蛋白質(zhì)，通常用于稀溶液中蛋白質(zhì)研究的核磁共振技術(shù)往往束手無(wú)策，迫切需要發(fā)展新的核磁共振技術(shù)與方法。

　　中國科學(xué)院武漢物理與數學(xué)研究所李從剛研究員帶領(lǐng)原位生物大分子波譜分析組一直致力于發(fā)展新的核磁共振技術(shù)與方法用于細胞內蛋白質(zhì)的研究，尤其在19F核磁共振(NMR)波譜方面已取得了一定進(jìn)展。近日，該課題組利用19F NMR方法直接在完整的非洲爪蟾卵母細胞內觀(guān)測鈣離子誘導鈣調蛋白的構象轉變，研究成果以VIP(Very Important Paper)形式發(fā)表在《德國應用化學(xué)》雜志上(Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201500261)。研究發(fā)現，在完整的非洲爪蟾卵母細胞內鈣調蛋白隨鈣離子濃度的變化而發(fā)生構象轉變;在較低的鈣離子濃度下，細胞內鈣調蛋白也能激活肌球蛋白輕鏈激酶(Myosin Light Chain Kinase，MLCK，結合鈣調蛋白鈣離子結合態(tài)而被激活)，在細胞內驗證了前人提出的鈣調蛋白介導的不同信號通路的激活受鈣調蛋白與下游信號蛋白結合強度的調控。該研究還首次將19F贗接觸位移(Pseudocontact Shifts，PCS)技術(shù)應用于獲取細胞內蛋白質(zhì)的結構信息，結果表明，19F PCS技術(shù)可以提供細胞內蛋白質(zhì)的長(cháng)程結構約束信息。

　　19F NMR方法在此對鈣調蛋白的研究將為對活細胞內其他信號轉導系統的研究提供新的思路。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目(21173258、21120102038、21221064)、科技部973計劃(2013CB910200)以及中組部青年千人計劃的資助。