MSCS通道蛋白（粉藍(lán)色）及其相關(guān)脂類（深紅色、淺紅色、紅色）嵌在納米圓盤（藍(lán)色）中。圖片來源：洛克菲勒學(xué)院
幾乎所有的真菌都依賴于相同的應(yīng)急球閥——蛋白質(zhì)通道在壓力下打開，釋放大量的細(xì)胞內(nèi)容物。這是一種安全舉措，當(dāng)拉伸到極限時，可以避免真菌爆燃和死亡。假如了解這種蛋白質(zhì)通道是怎樣工作的，藥物抗生素就可以設(shè)計成按照須要打開它們，借助“閘門”排干真菌的營養(yǎng)物質(zhì)。
但研究這種通道在實驗室中很難操作，因而它們到底是怎樣打開和關(guān)掉以及通過一種亞導(dǎo)電狀態(tài)最終以脫敏狀態(tài)結(jié)束的，人們依舊知之頗多。如今，日本洛克菲勒學(xué)院的Walz實驗室的一項新研究介紹了一種激活和可視化這種通道的新方式，使解釋它們的功能成為可能。這種發(fā)覺闡明了真菌中關(guān)鍵的膜蛋白，同樣的方式也可以拿來增強(qiáng)對人類類似通道的理解。
“我們實際上能否看見蛋白質(zhì)通道一系列功能階段的整個周期。”Walz說。
研究人員表示，一種嵌入真菌膜的蛋白質(zhì)MscS，在機(jī)械力的作用下會打開。MscS存在于一層厚膜中，處于封閉狀態(tài)。科學(xué)家以前懷疑，當(dāng)液體蓄積引起細(xì)胞膨脹并對膜施加壓力時，膜會被拉伸得十分薄，以至于其蛋白質(zhì)突出。以后，蛋白質(zhì)通道忽然打開，釋放細(xì)胞內(nèi)容物，釋放壓力，直至細(xì)胞膜恢復(fù)到原先的長度，通道忽然關(guān)掉。
然而，當(dāng)Walz小組的博士后張一曉（譯音）發(fā)覺不可能通過在自然范圍內(nèi)稀釋膜撬開通道。“我們意識到膜變薄并不是那些通道打開的形式。”Walz說。
Walz和張一曉決定突破納米圓盤技術(shù)的極限細(xì)胞膜通道，用β-環(huán)寡糖消除膜脂，這些物理物質(zhì)用于從細(xì)胞培養(yǎng)中除去固醇。這在膜上造成了張力，Walz團(tuán)隊可以用高溫電子顯微鏡觀察通道的相應(yīng)反應(yīng)。
她們觀察到的結(jié)果與計算機(jī)模擬相吻合細(xì)胞膜通道，而且發(fā)覺MscS的一種新功能模型。當(dāng)液體在細(xì)胞內(nèi)積聚時，脂類都會從各個角落被召集來幫助減輕整個細(xì)胞膜的緊張。假如情況顯得糟糕，甚至與MscS通道相關(guān)的脂類也會流失。沒有脂類保持它們的閉合，這種通道就有足夠的空間打開。相關(guān)論文刊載于《自然》。
研究人員表示，許多這樣的蛋白質(zhì)在人類中起著關(guān)鍵作用，從觸覺、觸覺到血糖的調(diào)節(jié)，并且是十分有趣的抗生素靶向。
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