科学家利用非极性包装获高稳定膜蛋白

北京大学深圳研究生院与美国加州大学合作利用非极性包装获得高度稳定的膜蛋白。该成果在线发表于《科学》。

膜蛋白作为生物膜功能行使的主要承担者，一直是生物学家重点研究的对象。相较于水溶性蛋白，膜蛋白的设计十分困难，主要原因在于人们对能显著影响膜蛋白稳定性的结构特征知之甚少。

“在水溶性蛋白质的折叠与稳定中起主导作用的疏水相互作用，因为磷脂双分子层中的脂质非极性脂肪链的天然疏水隔绝，对于膜蛋白跨膜区域的结构稳定性的能量学贡献微不足道；相反，跨膜区域的空间包装的破坏（比如引入空隙或空间冲突）则会大大损害膜蛋白天然折叠的稳定性。”论文共同通讯作者、北京大学深圳研究生院特聘副研究员刘利军说。

实验人员以受磷蛋白为模板，利用分子动力学模拟，通过改变氨基酸系列，设计了一系列稳定五聚卷曲螺旋簇；同时，通过对卷曲螺旋特有的七肽重复区的特定位点进行微调，他们获得了高度稳定的耐高温、耐还原剂和耐蛋白质变性试剂的膜蛋白。该结构通过超离心分析和X-光晶体结构等方法得到确证。

该研究是首次主要利用非极性包装获得高度稳定的膜蛋白，证明了膜蛋白的设计原则已经取得了实质性进展，同时为利用非极性相互作用设计稳定膜蛋白提供了重要的模型基础。