引言
结构生物学的核心目标通常是解析蛋白质或蛋白质复合体的高分辨率结构。近年来,单颗粒冷冻电镜(cryo-EM)技术的推进也主要是以测定高分辨率结构为目标。然而,蛋白质的构象动态性常常是其固有特性,并且在传统结构研究中被视为一个主要障碍。为了应对这一挑战,研究者们通常通过各种手段来稳定构象以提高结构的分辨率,或专注于捕捉特定瞬间构象,将动态静态化来处理构象动态性。然而,这样的方法往往忽视蛋白质的构象动态对其功能的影响。而深入探索构象动态性往往会带来意想不到的发现。实际上,最近的一项研究正是通过研究构象动态性,提出了一个全新的模型,解释了整合素αvβ8介导的TGF-β活化机制。
2024年9月16日,加州大学旧金山分校的结构生物学家程亦凡博士和免疫学家兼医学科学家Stephen Nishimura带领团队在Cell期刊上发表了文章Dynamic allostery drives autocrine and paracrine TGF-β signaling,揭示了L-TGF-β在与整合素αvβ8结合时的全新活化机制。


模式图(Credit: Cell)
尽管构象熵重分布的理论早在多年前就已被提出,并在许多其他系统中有所观察,但过去的研究主要集中在小分子或单一蛋白质上,因为当时研究构象动态性的主要手段是核磁共振(NMR),而NMR在研究大分子蛋白质时存在技术限制。近年来,单颗粒冷冻电镜技术的发展使得更大规模的蛋白质复合体得以研究,但研究焦点往往是追求高分辨率,构象动态性因此常被忽视。而这项研究则将重心放在了构象动态性的表征上,深入探讨了它不仅是蛋白质的被动特征,更是其内在功能的一部分。这项研究的共同第一作者金明梁2019年在中科院上海生化细胞研究所取得博士学位,师从丛尧研究员。2020年到加州大学旧金山分校程亦凡教授实验室进一步从事博士后研究。同时,他也接受加州大学旧金山分校免疫学家Stephen Nishimura教授指导,接受免疫学,细胞和分子生物学方面的训练。在这项研究中,他和另一位共同第一作者Robert Seeds博士合作,结合了单颗粒冷冻电镜、基因工程改造小鼠和细胞实验,来探索这个已被研究多年的TGF-β信号通路激活机制。这项研究从一个独特的结构生物学的角度,提出了整合素αvβ8引发的TGF-β活化机制的全新模型,并通过细胞实验来支持这一模型。这项研究结合了单颗粒冷冻电镜、基因工程改造小鼠和细胞实验,探索已被研究多年的TGF-β信号通路激活机制。从一个独特的结构生物学的角度,提出了整合素αvβ8引发的TGF-β活化机制的全新模型,并通过细胞实验来支持这一模型。参考文献
https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.036责编|探索君
排版|探索君
文章来源|“BioArt”
End
往期精选
围观
一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述(长文收藏版)热文
Cell | 是什么决定了细胞的大小?热文
Nature | 2024年值得关注的七项技术热文
Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗?科学家们终于看到了希望热文
CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述