新成像技术有助更好地理解蛋白如何发挥作用

在一项新的研究中，来自美国德州大学西南医学中心和芝加哥大学的研究人员开发出一种新的成像技术，可能给科学家们一种相对简单的方法来揭示蛋白的哪些部分让它们发挥它们的功能。这种新技术将强电场脉冲应用与时间分辨X射线晶体分析法结合在一起。相关研究结果于2016年12月7日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Electric-field-stimulated protein mechanics”。

作为为了*理解生命体如何运转的永无止境探究的一部分，科学家们已开发出多种成像技术---作为其中的一种，X射线晶体分析法已被用来研究生物体内的分子（更具体地说是蛋白）。它的使用已导致在生物医学科学中产生很多突破，但是它也存在一种严重问题---它不能允许科学家们观察蛋白到底如何发挥它的作用；相反，它只是提供结构上的图像。研究人员注意到存在其他的在研究蛋白工作机制上提供一些协助的技术，其中的一些甚至能够追踪运送，但是大多数技术仅在某些条件下或针对某些蛋白发挥作用。在这项新的研究中，研究人员报道了他们如何将两种技术结合在一起从而允许未来的科研人员捕捉几乎任何一种蛋白在发挥它的作用时的图像。

这种新技术涉及在施加一种电场期间拍摄蛋白反应的X射线图片----他们注意到蛋白过程一般是由电磁力控制着的。蛋白晶体被放置在含有电线的玻璃毛细管之间。当这些晶体遭受X 射线脉冲照射时，这种电线会在这些晶体之间施加一种电场。这些结果能够在几种时间间隔---先仅在电脉冲开始照射之前，随后在照射后50纳秒、100纳秒和200纳秒---记录的衍射图中观察到。研究人员注意到这种技术应当适合于研究几乎任何一种蛋白，从而潜在地为协助设计新的蛋白或药物提供一种新工具。

研究人员报道，他们利用这种技术研究人泛素连接酶---它是PDZ结构域的一部分，结果发现关于它实际上如何发挥作用的新信息。