德国RUB大学的研究人员首次动态追踪了转运蛋白从能量储存分子ATP中得到所需动力的过程。他们通过时间分辨红外光谱技术，检测了细菌膜蛋白MsbA及其互作伙伴ATP的结构改变，文章发表在Journal of Biological Chemistry杂志上。

转运蛋白与多种疾病相关

ATP结合盒（ABC）转运蛋白是负责转运多种物质的细胞膜蛋白。这种膜转运过程的的动力来自于细胞内的通用能量储存分子ATP。ATP分子含有三个磷酸基团，如果其中一个磷酸基团分解就会释放出能量。转运蛋白在癌细胞对化疗药物的多药耐性中起着中心作用，并且与囊性纤维化CF等多种遗传疾病相关，因此在医疗研究中很重要。近年来，研究人员陆续揭开了一些这类转运蛋白的3D原子结构，并揭示了转运循环中的蛋白构象的改变。然而，人们还缺乏对能量携带者ATP分解实现多种物质跨生物膜转运的详细动态机制的了解。

蛋白控制ATP分解 Bochum研究人员在大肠杆菌脂肪转运蛋白MsbA（一种ABC转运蛋白）中首次动态追踪了ATP的水解过程。研究人员采用了傅里叶转换红外光谱技术，研究了MsbA的动力域，即该蛋白中ATP分解发生的位点。通过这一方法，研究人员能检测到蛋白质中纳秒级别的改变。该方法也能同时记录下蛋白与ATP相互作用的变化。

磷酸基团信号揭示ATP分解过程

傅里叶转换红外光谱技术数据分析的难点，是要有效将检测信号与特定分子或分子群对应起来。能够成功做到这一点，就能看到哪些分子在何时发生了结构改变。为此生物物理学家标记了ATP分子的磷酸基团，使它们在光谱分析中留下特征信号。研究人员以这种方式跟踪了ATP与转运蛋白结合的过程，并观察到一个磷酸基团分解并被释放到环境中。“我们的数据为研究ATP水解时蛋白质的运动提供了重要线索。为研究整个膜蛋白打下了基础，而这也是我们下一步研究的方向”，Hofmann教授说。

（生物通编辑：叶予）