Forscher verwenden Schlangengift zur Strukturaufklärung von Muskelprotein

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UTSW-Forscher verwenden Schlangengift, um die Struktur des Muskelproteins zu lösenForscher am UT Southwestern Medical Center haben die detaillierte Form eines Schlüsselproteins aufgedeckt, das an der Muskelkontraktion beteiligt ist.

Der Bericht, der heute in Neuron veröffentlicht wurde, könnte zu einem besseren Verständnis der muskelschwächenden genetischen Bedingungen führen, die als kongenitale myasthenische Syndrome (CMS) bezeichnet werden.Das Protein sitzt auf der Oberfläche von Nervenzellen, die mit den Muskeln verbunden sind, und ist wesentlich daran beteiligt, die Muskelzelle dazu zu bringen, sich nur Millisekunden, nachdem Anweisungen durch das Rückenmark gesendet wurden, zusammenzuziehen.

Dieser so genannte Nikotinrezeptor war eine Herausforderung für die Untersuchung, da er in der Zellmembran sitzt.”Der Nikotinrezeptor an der neuromuskulären Verbindungsstelle ist seit über einem Jahrhundert ein Ziel von Interesse.

Es war der erste Ionenkanal, der gereinigt wurde, der erste, dessen Gene kloniert wurden, und der erste, der mit einem Elektronenmikroskop abgebildet wurde”, sagt Dr.

Ryan Hibbs, außerordentlicher Professor für Neurowissenschaften und Biophysik an der UTSW und korrespondierender Autor der Studie.Viele Gruppen hatten versucht, die Struktur des Rezeptors mit einer früheren Technologie namens Röntgenkristallographie sowie mit Tieftemperatur-Elektronenmikroskopen der ersten Generation (Kryo-EM) zu bestimmen, aber sie konnten nur Bilder mit niedriger Auflösung erhalten, fügt er hinzu.

Normalerweise wird der Nikotinrezeptor durch ein Molekül namens Acetylcholin aktiviert.

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Der Nikotinrezeptor ist jedoch auch das Ziel verschiedener Gifte, die eine Muskellähmung verursachen.So nutzte das Team dies zu seinem Vorteil, um genug von dem Rezeptorprotein zu isolieren, um seine Form und Struktur zu untersuchen.

Sie mischten das Toxin aus Schlangengift mit Fischgewebe, von dem bekannt ist, dass es hohe Mengen des Rezeptorproteins enthält.Das Team fror dann den an das Toxin gebundenen Rezeptor blitzartig ein und nutzte die sich rasch entwickelnde Technik der Kryo-Elektronenmikroskopie, um die Form der Struktur aufzudecken.

Vor den jüngsten Entwicklungen in der Kryo-EM war die einzige Methode zur Lösung von Proteinstrukturen wie dem Nikotinrezeptor die Röntgenkristallographie, bei der langsam wachsende Kristalle von Proteinen verwendet wurden.

Aber….

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