PNAS：新方法或能帮助深入理解机体关键的生物学过程

2017-04-06 生物谷 生物谷

铁硫簇蛋白FNR氧气质谱法光合作用

日前，一项刊登在国际杂志PNAS上的研究报告中，来自东安格利亚大学的研究人员通过研究开发了一种新方法来研究一组必要蛋白的功能；许多蛋白都包含有辅因子，而辅因子是一种对蛋白质功能非常重要的额外组分，铁硫簇（Fe-S簇）就是一种蛋白辅因子，其在机体多种生化过程中扮演着必要的角色，包括呼吸、光合作用、DNA复

日前，一项刊登在国际杂志PNAS上的研究报告中，来自东安格利亚大学的研究人员通过研究开发了一种新方法来研究一组必要蛋白的功能；许多蛋白都包含有辅因子，而辅因子是一种对蛋白质功能非常重要的额外组分，铁硫簇（Fe-S簇）就是一种蛋白辅因子，其在机体多种生化过程中扮演着必要的角色，包括呼吸、光合作用、DNA复制/修复等。

铁硫簇在感知环境改变中也扮演着关键的角色，其能够促进细菌产生一种适应性反应，这对于细菌生存非常关键，比如病原体会设法逃脱人类机体免疫系统的攻击；铁硫簇同样也具有活性和脆弱性，这就使得研究人员很难对其进行处理，而且铁硫簇的功能特性也非常复杂。文章中研究人员开发了一种新方法，其基于质谱法来研究精细化的铁硫簇，这种技术能够以较高的准确性对量进行测定来帮助鉴别蛋白质。

在质谱法的生命科学研究应用中，蛋白质往往会以展开的形式被研究，而且关于辅因子的任何信息都会丢失，本文中研究人员所开发的方法能够在利用质谱法的同时维持铁硫簇蛋白处于折叠状态，同时还能够实时监测其活性表现。FNR就是铁硫簇所包含的一种蛋白，其功能类似于氧气传感器，FNR能够帮助诸如大肠杆菌等细菌在缺氧状态下继续呼吸，同时当氧气存在时，FNR也会经历一种复杂的簇转变过程，抑制其结合DNA的能力就能够帮其调节利用氧气进行呼吸的酶类的开关。

利用质谱法，研究人员首次同时检测到了所有反应组分的存在，这就为深入理解其转换过程提供了新的思路。研究者Nick Le Brun表示，本文研究表明，质谱法或许能够潜在帮助我们深入理解常见辅因子的作用机制。由于铁硫簇蛋白的重要性以及其无处不在的特性，本文研究中研究人员所开发的新方法或许能够帮助深入地理解辅因子蛋白之间的反应和相互作用，尤其是诸如氧气分子、一氧化氮、氮气以及氢气等。

原始出处：

Jason C. Crack, Andrew J. Thomson, and Nick E. Le Brun, et al. Mass spectrometric identification of intermediates in the O2-driven [4Fe-4S] to [2Fe-2S] cluster conversion in FNR. Proceedings of the National Academy of Sciences (2017). DOI: 10.1073/pnas.1620987114.

作者：生物谷



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