从混乱到有序蛋白质可以自我重组产生重要物质

蛋白质“MIPS”在活性化时会改变其内部结构。其无序的活性中心会变成具有特殊功能的确定结构。该蛋白质在肌醇(也称为维生素B8)的生成中起着关键作用，并在体内完成重要任务。

马丁路德大学哈勒维滕贝格分校(MLU)和希腊国家希腊研究中心的研究人员首次成功观察到蛋白质的重组过程。正如该团队在《美国国家科学院院刊》上报道的那样，这一过程似乎发生在许多类似的蛋白质中。

蛋白质控制着每个生物体的所有重要过程，例如生长和新陈代谢。蛋白质研究的基本原理是，每种蛋白质的结构决定了其功能。如果结构在某个特定点受损，蛋白质就无法再发挥其功能。在人体中，这可能导致严重的疾病。

然而，许多蛋白质，无论是整体还是部分，都没有固定的结构。它们不仅极难分析，而且其结构也会根据环境而变化。

“蛋白质通常在分析之前从样本中分离出来。然而，这让我们无法看到它们在自然环境中的行为。我们已经开发出一种方法，让我们能够在几乎天然的条件下研究蛋白质，”MLU的生物化学家PanagiotisKastritis教授解释说。

他的团队分析了嗜热菌(Thermochaetoidesthermophila)的样本，该菌是研究中的模型生物。该研究以蛋白质肌醇-1-磷酸合酶(MIPS)为中心，该酶对肌醇的产生至关重要。该物质也被称为维生素B8，是许多重要过程所必需的。然而，由于人体会产生它，因此它不被认为是真正的维生素。

“MIPS是一条较长的代谢途径的一部分，可产生肌醇，”MLU的ToniTräger解释道。他已在硕士论文中研究过这种蛋白质，现在是Kastritis研究小组的成员。

科学家们利用低温电子显微镜观察了这种蛋白质的工作情况。他们发现，这种蛋白质至少有三种状态：无序状态、有序状态和第三种中间状态。

“到目前为止，我们还没有弄清楚为什么需要第三种状态。也许它有助于水的吸收，从而促进后续反应。或者也许发生了一些完全不同的事情，”卡斯特里蒂斯说。

研究人员进一步研究了与MIPS相关的蛋白质是否表现出类似的行为。MIPS属于一种称为异构酶的特殊蛋白质。该团队分析了340多种其他异构酶的结构数据。事实上，研究人员发现了类似行为的明显迹象。

这些发现不仅引起了基础研究的兴趣。“对代谢途径和相关蛋白质的更多了解可能会开辟新的治疗方法。我们的工作迈出了重要的第一步，”卡斯特里蒂斯总结道。

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