新的纳米粒子技术破译膜蛋白的结构和功能

瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员开发了一种纳米粒子技术，可用于稳定膜蛋白，从而可以在脂质环境中研究它们的结构。“自然方法”中描述的方法使得有可能获得以前无法研究的药物靶标，因此可能开发新药，治疗性抗体和疫苗。

“我们的技术，被称为Salipro，可能提供广泛的潜在应用，从结构生物学到新药物的发现，以及基于蛋白质的治疗和疫苗的治疗性提供”，第一作者Jens Frauenfeld说。在进行研究时，他正在卡罗林斯卡医学院的医学生物化学和生物物理系工作。

膜蛋白是临床使用中60%以上药物的目标。此外，病毒的膜蛋白是商业疫苗中的关键功能单元。因此，膜蛋白在生物学，药物发现和疫苗接种中非常重要。研究人员面临的问题是这些蛋白质非常不稳定，因此难以研究。它们嵌入由不同种类的脂质组成的膜中。大多数情况下，洗涤剂用于提取膜蛋白。然而，洗涤剂与蛋白质不稳定性以及与结构和生物物理研究的不良兼容性有关。此外，洗涤剂不提供脂质环境，这对膜蛋白很重要。

新研究背后的研究人员通过使用小细胞蛋白鞘脂激活来解决这个问题。通常，鞘脂激活蛋白将细胞内的脂质从一个地方运送到另一个地方。由于已知鞘脂激活蛋白与脂质结合，研究人员评估是否有可能开发出一种方法来制备稳定的鞘脂蛋白为基础的脂质纳米粒子。然后他们扩展了该方法，以便可以将脆弱的膜蛋白嵌入这些脂质纳米颗粒中并稳定它们。

研究人员证明，该方法通过单粒子电子冷冻显微镜(cryo-EM)促进膜蛋白的高分辨率三维研究，这种技术在希望以原子分辨率研究蛋白质的科学家中越来越受欢迎。他们还提出了一种从HIV病毒膜中提取和稳定脆弱膜蛋白的方法。

“据我们所知，研究中使用Salipro系统提供的HIV刺突蛋白质制剂代表了第一种方法，可以稳定HIV-1穗，包括重要的膜结构域，处于可溶性和功能状态”，Pär教授说。诺伦德在肿瘤学 - 病理学系。作者认为该技术也可能适用于其他病毒包膜蛋白，如流感病毒血凝素，埃博拉病毒G蛋白或丙型肝炎病毒E蛋白。总之，研究人员将该方法应用于三种不同的膜蛋白靶标进行结构和功能研究。

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