细胞内NMR光谱方法在活细胞中应用

在活细胞中以原子分辨率确定蛋白的三维结构，对结构生物学家来说是一大挑战。本期nature报告的两项进展，应能拓宽这一领域中一项很有希望的方法——细胞内nmr光谱的应用范围。以前，光谱方法较低的灵敏度及样本的短寿命，使得人们难以获得足够的结构信息来用这种方法确定蛋白结构。为nmr实验收集数据一般需要一到两天时间，这对活细胞来说太长了。sakakibara等人通过在2至3个小时内收集到足够数据而克服了这一局限。他们报告了完全根据在活大肠杆菌中获得的信息确定的第一个三维蛋白结构。

该原理证明研究中所用模型蛋白，是来自嗜热菌的假设的重金属结合蛋白ttha1718。此前，活细胞的细胞内nmr光谱仅限于细菌和非洲爪蟾卵母细胞，对活真核细胞的广泛应用受到向这些细胞中输送同位素标记蛋白效率相对较低的限制。现在，inomata等人发现，通过细胞穿透肽由吡啶酸调控的作用，有可能将合适标记的蛋白输送到人细胞的细胞液中，所用细胞穿透肽通过共价键与目标蛋白相结合。当输入的蛋白被内生酶活性或自体还原裂解作用释放时，研究人员便能够获得活的人细胞内蛋白质的高分辨率二维异核nmr光谱。这一方法有可能成为以细胞内蛋白为作用目标的药物的设计及筛选工作的一个强大工具。