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新成像技術有助更好地理解蛋白如何發揮作用

在一項新的研究中，來自美國德州大學西南醫學中心和芝加哥大學的研究人員開發出一種新的成像技術，可能給科學家們一種相對簡單的方法來揭示蛋白的哪些部分讓它們發揮它們的功能。這種新技術將強電場脈沖應用與時間分辨X射線晶體分析法結合在一起。相關研究結果于2016年12月7日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Electric-field-stimulated protein mechanics”。

作為為了*理解生命體如何運轉的永無止境探究的一部分，科學家們已開發出多種成像技術---作為其中的一種，X射線晶體分析法已被用來研究生物體內的分子（更具體地說是蛋白）。它的使用已導致在生物醫學科學中產生很多突破，但是它也存在一種嚴重問題---它不能允許科學家們觀察蛋白到底如何發揮它的作用；相反，它只是提供結構上的圖像。研究人員注意到存在其他的在研究蛋白工作機制上提供一些協助的技術，其中的一些甚至能夠追蹤運送，但是大多數技術僅在某些條件下或針對某些蛋白發揮作用。在這項新的研究中，研究人員報道了他們如何將兩種技術結合在一起從而允許未來的科研人員捕捉幾乎任何一種蛋白在發揮它的作用時的圖像。

這種新技術涉及在施加一種電場期間拍攝蛋白反應的X射線圖片----他們注意到蛋白過程一般是由電磁力控制著的。蛋白晶體被放置在含有電線的玻璃毛細管之間。當這些晶體遭受X 射線脈沖照射時，這種電線會在這些晶體之間施加一種電場。這些結果能夠在幾種時間間隔---先僅在電脈沖開始照射之前，隨后在照射后50納秒、100納秒和200納秒---記錄的衍射圖中觀察到。研究人員注意到這種技術應當適合于研究幾乎任何一種蛋白，從而潛在地為協助設計新的蛋白或藥物提供一種新工具。

研究人員報道，他們利用這種技術研究人泛素連接酶---它是PDZ結構域的一部分，結果發現關于它實際上如何發揮作用的新信息。