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代谢:研究人员首先阐明巨大酶复合物的结构

一种新方法可以揭示特别大而复杂的酶的天然结构。马丁·路德大学Halle-Wittenberg(MLU)和柏林理工大学的科学家已在《细胞报告》杂志上发表了他们的发现。他们研究了一种多酶复合物,该复合物在新陈代谢中起着至关重要的作用,并且发现其功能与以前认为的不同。这将有助于科学家更好地了解某些疾病。

酶是细胞的生物催化剂。它们会加速体内的化学反应,或确保甚至完全发生这些反应。结果,它们在新陈代谢中起着极其重要的作用。如丙酮酸脱氢酶复合物的情况,单个酶经常形成具有许多亚基的复合物。它发生在所有人类,动物和植物细胞,以及真菌甚至某些细菌中。MLU的助理教授,创新能力中心HALOmem小组负责人Panagiotis Kastritis博士解释说:“这对于细胞中的能量生产至关重要。”

Kastritis说:“到目前为止,酶复合物在被检查之前一直被分解成各个部分。研究整个功能性复合物是非常复杂的。” 为了解决这个问题,他的团队结合了各种生物化学和生物物理研究方法。除了使用质谱分析法和化学分析法外,电子显微镜的一种特殊形式(低温电子显微镜)对于研究这种复杂的结构也是必不可少的,结构生物学家说。它使得能够以高分辨率和自然状态观察复杂的有机结构。Kastritis说:“但是,随后将所有这些数据汇总到计算机模型中非常重要。” 对于当前的研究,研究人员团队使用的真菌细胞提取物可以在高温下存活,这使得分析更加容易。

因此,科学家对酶复合物的各个亚基之间如何相互作用有了深入的了解,并且还发现它的功能与以前假定的不同。Kastritis说:“以前认为所有亚基都直接参与了反应。” “但是现在我们知道其中一些似乎形成了一种保护反应的腔室。” 由于不同生物之间的复合物非常相似,因此结果也有助于研究人员了解人类丙酮酸脱氢酶复合物。

新方法可以帮助科学家更好地了解许多不同的疾病。例如,某些病毒会减少细胞中酶缔合的数量。在阿尔茨海默氏病中也观察到了这种作用。但是,在某些情况下,酶不能正常发挥作用,生命反应发生得太慢或太快。Kastritis说:“如果我们能够更好地了解自然结构,我们将能够识别出微小的变化,并理解为什么反应不再如期发生。” 从理论上讲,这些知识也可以构成新治疗方案的基础。

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