Science:解码胆固醇转运蛋白结构
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Science:解码胆固醇转运蛋白结构

在许多人的观念中,胆固醇(cholesterol)这个词直接与高脂肪食品、令人堪忧的血液检测结果及心血管疾病联系在一起。然而,尽管它有这些坏名声,胆固醇对于我们的健康至关重要:它能够稳定细胞膜,是细胞“发电厂” 线粒体生产不同激素的原料。

日前,来自德国马克斯·普朗克生物物理化学研究所(Max Planck Institute for Biophysical Chemistry)的科学家们首次破解了分子转运蛋白 TSPO 的高分辨率结构, TSPO 蛋白可将胆固醇运入线粒体。这种蛋白也是诊断标记物和不同药物(例如Valium安定)的一个停泊位点。关于其三维形状和功能的详细知识,可为诊断和治疗开辟新的视角。

在活细胞内,线粒体不仅是最重要的能源供应者,还生产类固醇激素如睾酮和雌二醇,这些激素控制着身体内的许多过程。类固醇激素的生产原材料就是胆固醇,胆固醇必须首先被跨膜运送进入线粒体。这项艰难的任务是由一个分子转运蛋白 TSPO 在线粒体外膜完成。

在这项最新研究中,科学家利用核磁共振光谱,在原子级别上解开了这一蛋白的复杂三维结构。他们通过应用一个巧妙的技巧,取得了这一突破:在实验中,他们将转运蛋白耦合到一个重要的诊断标记 PK11195 上;正是这个复合物使科学家们获得了可分析的结果。事实上, TSPO 结构不仅提供了胆固醇如何被运送到线粒体的线索。现在,研究人员对于 TSPO 如何识别和结合诊断性标记及药物有了一个更好的理解。

长期以来, TSPO 被成功地应用在一些疾病的诊断和治疗中。研究人员解释称,当大脑受伤或发炎时,其细胞会生产更多的 TSPO 。这一事实被用于神经退行性疾病的诊断,如帕金森病和阿尔茨海默氏病。

医生还使用放射性标记的分子如 PK11195 ,来可视化大脑的发炎区域。对 TSPO 如何结合这类标记的更详细了解,可为影像诊断开辟新的途径,也为这类疾病和炎症的早期检测,构建了一个重要的步骤。

TSPO 还结合一些药物,如安定 Diazepam,也被称为 Valium 的商品名。Diazepam 不仅广泛用于处方镇静剂,还可用于治疗焦虑症和癫痫发作。哥根廷研究人员希望,这些关于转运蛋白结构的详细信息,将有助于新的 TSPO 结合药物的开发。

原文检索:

Łukasz Jaremko, Mariusz Jaremko, Karin Giller, Stefan Becker, and Markus Zweckstetter. Structure of the Mitochondrial Translocator Protein in Complex with a Diagnostic Ligand. Science, 21 March 2014; DOI:10.1126/science.1248725

原文出处:http://www.bio360.net/news/show/9522.html