Integral Membran Proteins
Integral Membran proteins (IMPs) jár, mint az átjárók a sejtek. Minden sejt és organellum áthatolhatatlan lipidrétegbe van ágyazva, és az IMPs, amit tanulmányozunk, be van ágyazva ezekbe a membránokba. Ezek az ionok, tápanyagok, hulladéktermékek, hormonok, gyógyszerek és nagy molekulák, például fehérjék és DNS belépési és kilépési útvonalai. Ők is felelősek a sejtek és környezetük közötti kommunikáció nagy részéért., A sejtek sokféle fehérjét képesek előállítani, a membránfehérjék humán genom kódjában szereplő gének mintegy 30% – át, és mégis viszonylag keveset tudunk ezekről a molekulákról.
A Membránfehérjéket sajnos nehéz kezelni és tanulmányozni, mivel úgy tervezték, hogy a lipid kétrétegű hidrofób környezetében üljenek. Általában instabilak, ha a saját környezetükből nyerik ki őket, és tisztítószereket kell hozzáadnunk a hidrofób felület lefedéséhez., Ahhoz, hogy megértsük és ellenőrizzük ezeknek a fehérjéknek a működését, elengedhetetlen, hogy információt kapjunk a háromdimenziós szerkezetükről, amelyet általában röntgenkristallográfiával nyernek. A fehérjék kezelésének nehézsége azonban megnehezítette a struktúrák megoldását, és a mai napig kevesebb, mint 300 ismert membránfehérje-szerkezet létezik, az összes ismert struktúra kevesebb, mint 0,5% – a. A magasabb eukarióták esetében a történet még élesebb, mindössze 20 emberi IMPs szerkezettel, kevesebb mint 50 emlős IMPs megoldva., A membránfehérjék tehát a strukturális biológia kutatásának egyik legfontosabb fennmaradó határa. A CSKP most alkalmazása a state-of-the-art, magas átviteli módszerek leküzdeni az akadályokat, a membrán fehérje, kutatási, hogy mi lehet megbízhatóan szállít tiszta membrán fehérje minták, struktúrák ezeket a lenyűgöző, illetve orvosilag kritikus molekulák.
orvosi fontosság
e hatalmas fehérjecsalád orvosi jelentőségét nem lehet túlbecsülni., A membránfehérjék mutációi számos gyakori betegségben részt vesznek, beleértve a szívbetegséget is, ahol gyakran hibás ioncsatornák vannak. A kalciumcsatornákra célzott gyógyszerek kontrollálhatják az olyan problémákat, mint a magas vérnyomás és az angina. A membránfehérjék részt vesznek a rákban, ahol a jelátviteli utak hibái a sejtek kontrollálatlan elosztásához vezethetnek. A specifikus membránfehérjéket gyakran túltermelik a rákos sejtekben, ezért a gyógyszeres terápia céljai. Az agy betegségei, mint például a migrén, a depresszió és az Alzheimer-kór mind a transzporterekkel és csatornákkal kapcsolatos problémákhoz kapcsolódnak., A cisztás fibrózist a cisztás fibrózis transzmembrán vezetőképesség-szabályozó (CFTR) gén mutációi okozzák, amelyek egy klorid ioncsatornát kódolnak.
mivel sok membránfehérje ül a sejtek felszínén, könnyen elérhetők a vérben keringő kis molekulájú gyógyszerek számára. Ezért nem meglepő, hogy a kis molekulájú gyógyszerek több mint 50% – a kötődik a membránfehérjékhez. E tekintetben különösen fontosak a G-proteinhez kapcsolt receptorok és csatornák, de az ABC transzporterek és az oldottanyag-hordozók is a gyógyszeres kezelés célpontjai., Sok más betegségről való megértésünk, valamint az e betegségek kezelésére való képességünk nagyban hozzájárulna az érintett fehérjékre vonatkozó strukturális és funkcionális információk javításához. Reméljük, hogy ezeknek a fehérjéknek a struktúráinak megoldásával, az alapul szolgáló biokémia megértésével, valamint a szubsztrátokkal és inhibitorokkal való kölcsönhatásokkal hatékonyabb kezeléseket tudunk biztosítani számos betegség számára.
az SGC és az integral membránfehérjék
az SGC széleskörű tapasztalattal rendelkezik az oldható humán fehérjék szerkezetének megoldásában, rendkívül hatékony, nagy áteresztőképességű rendszerek alkalmazásával., Az elmúlt két évben ezeket a módszereket adaptáltuk az emberi membránfehérjék szerkezetének megoldására. Mi volna át 186 emberi membrán fehérjék a különböző családok kiválasztása egy sor konstrukciók az egyes fehérje, azonosítására alkalmas tisztítószert a tisztítás, majd a méretezés a purificaiton meg, kristályosítás ezek a fehérjék. 3 membránfehérjét kristályosítottunk ki, és megoldottuk az első struktúránkat, egy olyan folyamatot, amely kevesebb mint két évig tartott az első klóntól a szerkezetig.,
megoldottuk a humán ABC transzporter első szerkezetét, a fehérjék egy csoportját, amely részt vesz a kis molekula transzportban, a multi-gyógyszer rezisztenciában és olyan betegségekben, mint a cisztás fibrózis és a cukorbetegség. Első sikeres célpontunk az emberi mitokondriális ABC transzporter, az ABCB10, amely a mitokondriumok belső membránjába van beágyazva. Az ABCB10 túlexpresszálódik az eritroid differenciálódás során, amely a vörösvértesteket képezi. túlexpresszálódik a csontvelőben, a szívben és a májban., Most már bizonyíték van arra, hogy amikor az ABCB10 expressziója csökken a sejtekben, hajlamosabbak az oxidatív stresszre, és hogy az ABCB10 szerepet játszhat a szív védelmében szívroham során.
az IMPs
tanulmányozására szolgáló technológiák olyan generikus módszereket fejlesztünk ki, amelyek lehetővé teszik az emberi membránfehérjék szerkezetének nagy áteresztőképességű meghatározását. Kiválasztottuk a baculovírus / rovarsejt expressziós rendszert, amely az emberi sejtekhez közel álló lipidösszetételt biztosít, és bizonyítottan nagy áteresztőképességű platform., Minden egyes célfehérje esetében különböző hosszúságú és különböző affinitási címkéket állítunk elő, beleértve a teljes hosszúságú gént és egy sor csonkot a potenciálisan rendezetlen régiók eltávolítására. A nagy áteresztőképességű expressziós képernyőt olyan fehérjék azonosítására használják, amelyek milligramm mennyiségű IMPS tisztítására használhatók a kristályosításhoz. Az egyes fehérjéket kezdetben dodecil-maltozid (DDM) detergensben tisztítják, majd a stabilitás érdekében különböző mosószerekben átvizsgálják, hogy megállapítsák a stabilitás és a kristályosodás optimális feltételeit.,
a törékeny membránproteinkristályok nagy áteresztőképességű nanodrop kristályosítására és manipulálására szolgáló módszereket dolgoztunk ki. Hatékony rendszereket fejlesztettünk ki a membránproteinkristályok szűrésére a diffrakciós minőség érdekében, mint a konditon optimalizálásának módszerét. Optimalizáltuk a diffrakciós adatok adatgyűjtését és elemzését is intenzív szinkrotron mikrofókusz beamlines segítségével, amely elérhető az Oxfordshire-i Diamond Light Source Ltd – nél., Ahol csak lehetséges, kristályosítással végzett kötött ligandumok, valamint gátlók, hogy rögzítse az egyetlen natív konformáció, valamint biztosítani kulcs betekintést funkció and drug design. Azt is tervezzük, hogy létrehoz antitest töredékek ellen a tisztított fehérjék használata, mint affinitás reagenseket, valamint kristályosítással aids.
Vélemény, hozzászólás?