科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種機(jī)制，通過該機(jī)制，蛋白質(zhì)的一個區(qū)域發(fā)生形狀變化，將維生素 A 轉(zhuǎn)化為眼睛的感光細(xì)胞可以使用的形式。當(dāng)它遇到細(xì)胞內(nèi)膜或圍繞細(xì)胞不同部分的薄結(jié)構(gòu)時，稱為 RPE65 的蛋白質(zhì)先前未表征的區(qū)域會自發(fā)地變成螺旋形。
這種變形使 RPE65 能夠進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——一個由囊狀結(jié)構(gòu)和管組成的網(wǎng)絡(luò)——在那里 RPE65 執(zhí)行維生素 A 轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵任務(wù)。科學(xué)家們表示，這一發(fā)現(xiàn)提供了對 RPE65 功能的更好理解，并將為與 RPE65 基因突變相關(guān)的視力障礙提供潛在的治療方法。隸屬于美國國立衛(wèi)生研究院的國家眼科研究所的研究人員進(jìn)行了這項研究，該研究發(fā)表在Life Science Alliance上。
當(dāng)光線照射到稱為視蛋白的感光色素時，就會出現(xiàn)視覺，觸發(fā)一系列化學(xué)反應(yīng)，從而向大腦產(chǎn)生信號。視網(wǎng)膜色素上皮 (RPE) 是光感受器旁邊的支持組織，它為視蛋白充電以恢復(fù)其對光的敏感性。在一個稱為視覺周期的過程中，RPE65 對于將用過的維生素 A 衍生物全反式視黃醇轉(zhuǎn)化回光敏 11-順式視黃醛至關(guān)重要。RPE65 基因的突變與早發(fā)性嚴(yán)重致盲疾病有關(guān)。
RPE65 與 RPE 細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的相互作用對于制造 11-順式視黃醛至關(guān)重要，但 RPE65 與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合的機(jī)制至今仍是個謎。
T. Michael Redmond 博士和 NEI 視網(wǎng)膜細(xì)胞和分子生物學(xué)實驗室的科學(xué)家們在新研究中展示了 RPE65 如何進(jìn)入 RPE 細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，其中涉及 RPE65 的轉(zhuǎn)化過程。
“我們使用晶體學(xué)等方法來可視化晶體形式的蛋白質(zhì)原子，但未能為我們提供缺少這個關(guān)鍵區(qū)域的 RPE 結(jié)構(gòu)的完整圖景，”Sheetal Uppal 博士說。 NEI 和該研究的第一作者。“我們不得不想出一種新的策略來表征 RPE65 結(jié)構(gòu)的這一方面，所以我們轉(zhuǎn)向了生物化學(xué)。”
NEI 團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，在水溶液中，RPE65 的特定區(qū)域缺乏結(jié)構(gòu)，但當(dāng)它遇到膜時，它會自發(fā)形成兩親性 α-螺旋——蛋白質(zhì)中的一種特殊螺旋形狀。這種變化使 RPE65 能夠與 RPE 細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合，其中 11-順式視黃醛由全反式視黃醇產(chǎn)生。
更重要的是，當(dāng) RPE65 先前未表征的區(qū)域內(nèi)的單個特定氨基酸被特定脂質(zhì)修飾時，它大大加快了 α-螺旋的形成，將其“鎖定”到位，并促進(jìn)其插入細(xì)胞膜.據(jù) Uppal 說，這是以前在蛋白質(zhì)中從未見過的東西。
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