科学:首次解析肌动蛋白三维结构图

来源：原网站2022-02-21 19:06

在一项新的研究中，来自德国马克斯-普朗克分子生理学研究所的研究人员获得了第一张肌动蛋白的高分辨率3 d图像，肌动蛋白是一种巨大的肌动蛋白结合蛋白，是骨骼肌的重要组成部分。

2022年2月21日/Bion/-心肌和骨骼肌作为可靠的生物机器的功能归功于它们最小的收缩结构肌节的非凡和精确的组装。这些肌肉产生能量，将血液输送到所有器官，并使身体运动——从呼吸到冲刺——需要数百万蛋白质成分的协调组装，这些蛋白质成分由人体内最大的蛋白质——肌球蛋白、星云蛋白和朦胧蛋白协调。

由于它们的巨大体积，研究这些蛋白质充满了技术挑战。在一项新的研究中，来自德国马克斯-普朗克分子生理学研究所的研究人员获得了第一张肌动蛋白的高分辨率3 d图像，肌动蛋白是一种巨大的肌动蛋白结合蛋白，是骨骼肌的重要组成部分。这一发现让我们有机会更好地了解肌动蛋白的功能，因为它的尺寸非常大，很难从肌肉中提取天然的肌动蛋白，这使得它的功能一直很模糊。相关研究成果发表在2022年2月18日的《科学》杂志上，题目是《从intactmyof ibrils揭示细丝通过nebulin调控机制的结构》。

小鼠骨骼肌纤维表面肌动蛋白的原位结构。图片来自science，2022，doi :10.1126/science . ABN 1934。

这些作者已经使用cryo-ET分析了肌动蛋白的结构，细节令人印象深刻。他们的发现可能会导致肌肉疾病的新治疗方法，因为与肌动蛋白相关的基因突变会伴随着肌肉力量的急剧下降，这被称为线状肌病。

当平行的肌球蛋白和肌动蛋白丝滑动时，心肌和骨骼肌收缩和舒张。作为另一种细长的蛋白质，肌动蛋白只存在于骨骼肌中。它与肌动蛋白配对，由一系列称为重复序列串联的类似结构来稳定和调节。编码肌动蛋白的基因突变可产生异常肌动蛋白，导致线性肌病。线性肌病是一种无法治愈的神经肌肉疾病，其严重程度不同，从肌肉无力到语言障碍和呼吸问题。

了解肌动蛋白的结构以及它如何与肌动蛋白相互作用可能对开发新的治疗方法至关重要。在这项研究中，这些作者可以使用cryo-ET直接观察肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白。这些实验是在与人类非常相似的老鼠肌肉上进行的。值得注意的是，心肌中的肌动蛋白丝明显缺乏肌动蛋白伴侣。

这些结果表明，每个肌动蛋白相关重复序列都与一个肌动蛋白亚单位结合，这表明肌动蛋白相关重复序列被用作划分肌动蛋白丝长度的标尺。每个肌动蛋白相关的重复序列与每个相邻的肌动蛋白亚单位相互作用，这解释了它作为稳定剂的作用。最后，这些作者提出，肌动蛋白可以通过与另一种称为肌钙蛋白的蛋白质相互作用来调节肌动蛋白和肌球蛋白的结合，从而调节肌肉收缩。

这些作者现在将致力于揭示肌球蛋白调节的结构细节。这些发现最终可能有助于全面描述骨骼肌和心肌收缩背后的复杂细节。(100yiyao.com 100医疗网)

参考文献：

、王等。科学，2022，doi :10.1126/science . ABN 1934。

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