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第一张全基因组蛋白复合体作用图

1月22日,德国科学家宣布,他们已在一种重要的模式生物——酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中首次完成了“分子机器”(molecular machines)的完整分析。该研究由生物技术公司CellZome和欧洲分子生物学实验室(EMBL)共同完成,并将发表于本周的《自然》网络版。

细胞中的大多数活动由蛋白质复合物(protein complexes)指挥完成,这些分子机器对细胞的日常活动及疾病发生至关重要。虽然基因组计划已通过分析人类及其他生物体的DNA序列,提供了细胞如何产生蛋白质的全面指导手册,但这些信息并未揭示分子何时、在细胞何处被活化,以及它们如何组装成分子机器。生物学的下一步任务是破译蛋白质组,了解蛋白质的功能,并查明它们之间的相互作用机制。

早在2002年1月,《自然》封面就曾报道CellZome与EMBL共同公布的一项蛋白质组研究跨越性成果——第一张酵母蛋白质组功能图谱绘制完成。该研究描绘了酿酒酵母(药物开发中常用的真核生物模型)的功能蛋白质组图谱,涉及1,440种酵母蛋白质的功能和相互作用,这些蛋白质形成232个直接影响生物学活性的多元复合物。研究人员利用独有的蛋白质复合物装配和回收技术,在接近生理环境的条件下直接从细胞中分离出这些多元复合物(该方法由EMBL的Bertrand Séraphin开发)。

在该研究之后,CellZome生物学部负责该项目的Giulio Superti-Furga博士表示,希望下一步能搞清楚这些多元复合物如何行使功能并控制细胞活动。经过数年研究,利用TAP纯化方法、质谱技术及新的生物信息学分析方法,研究人员获得了已知复合物中的一些新成分,并发现了以前未知的257种“分子机器”的信息。

EMBL生物信息学与结构生物学部主任Peer Bork对此研究评价很高,认为这是系统了解从酵母到人类有机体细胞活动的一个里程碑,最终希望能获得一个完整分子更深水平的“分子解剖学”(molecular anatomy)。

注:串联亲和纯化(Tandem Affinity Purification, TAP)技术是一种层析方法,其原理为:在管柱中预先设计抗体以吸附某一蛋白质,待样品流过管柱后,该蛋白质被吸附,与其相互作用的蛋白质也一同滞留,从而分离出蛋白质复合体。

(责任编辑:泉水)