韦尔康奈尔医学院的研究职员开发出了一种强盛的新手艺，能够以高达每秒50帧的速率，天生显示卵白质结构转变的“动态影像”。
该研究的首席作者、韦尔康奈尔医学院麻醉学研究优异教授西蒙·舍林博士及其团队开发了这一新要领，目的是深入相识生物分子结构随时间的转变。只管此领域的研究者们能够将静态卵白质及其他分子细腻成像到原子级别，但这些成像所泛起的只是静态快照。而纪录分子结构的动态转变——制作动态影像——则一直是一个重大的挑战。该研究的主要作者是韦尔康奈尔生物医学科学研究生院的博士研究生姜一宁。
他们的研究效果已于4月17日揭晓在《自然结构与分子生物学》期刊上。在研究中，研究团队接纳了一种名为高速原子力显微镜（HS-AFM）的新型丈量手艺。这项手艺使用极其敏感的探针来扫描分子外貌，实质上是通过触感来识别结构。作为一项要害的立异，科学家们找到了一种要领来隔离目的分子——单个卵白质，有用阻止了卵白质之间相互作用的滋扰，从而实现了更快更准确的扫描。
图片信息：高速原子力显微镜可以表征氨基酸转运体在其开放（a, b, c）和关闭（d, e）状态之间可能接纳的结构形状的整个景观（黄红色区域，种群密度线）。构象图一角的分子（右上红色）被发明处于非活性状态。
研究职员将这种新的单分子HS-AFM手艺应用于一种名为GltPh的卵白质上。GltPh是一种位于细胞膜中的“转运卵白”，认真指导神经递质分子进入细胞。由于其重大的动态特征以及在康健和疾病中的主要作用，这类转运卵白一直是结构生物学家极为关注的研究工具。
研究职员获得了有关GltPh的动态结构数据，这些数据在空间和时间区分率上抵达了亘古未有的高度，并且很是稳固，使他们能够一连几分钟内纪录GltPh结构的细小波动。在此类卵白中，一个被称为“周游热情”动力学的征象尚未获得诠释，它形貌了分子在崎岖活性模式之间无显着缘故原由的功效性转变。这项研究展现了GltPh的一种前所未见的结构状态，在这种状态下，转运卵白被锁定并处于功效休眠状态，为“周游热情”动力学提供相识释。
研究团队强调，他们正在一连优化的新手艺，可普遍应用于包括膜嵌入型卵白在内的其他卵白质的研究。总体来说，这项事情为实时追踪卵白质在其活跃与休息周期中的准确结构开发了新的可能性。
杂志：Nature Structural & Molecular Biology
DOI：10.1038/s41594-024-01260-3
