AR3蛋白的高分辨率结构揭示了什么关于受体脱敏的新信息?
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发布时间：2024-05-28 16:58
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时间：2024-05-31 22:46
全球科研团队联手，借助Diamond Light Source的尖端技术，首次以史无前例的1.07Å分辨率揭示了细菌视紫红质3(AR3)的原型蛋白结构，这个光敏分子在死海生物哈洛单核菌中自然存在，为光遗传学实验中的神经元沉默和电压检测提供了关键工具。他们的研究已在《自然通讯》发表，开启了生物学和神经科学领域的新探索之路。
论文揭示了AR3在基态下的精细细节，即吸收光子后，蛋白质通过H +离子转运膜的过程。更引人注目的是，研究者们还捕捉到了AR3在脱敏状态下的结晶构象，这是在光照射后长期存在的状态。牛津大学的安东尼·沃茨教授强调，这些高质量结构让科学家们能够深入理解AR3内部复杂水分子的分布和氢键网络，这对其他生物分子，特别是光感受器至关重要。
联合第一作者Juan Francisco Bada Juarez博士强调AR3在光遗传学中的核心作用，过去十年间，其突变体的广泛应用促使科学家对其结构有了深入研究。现在，AR3的“蓝图”为优化现有工具并开发新型光遗传学技术提供了可能，将加速科研进程。
国家物理实验室(NPL)的Isabel Moraes博士进一步指出，高分辨率衍射数据揭示了AR3中关键氨基酸和水分子的动态性，这对理解其功能至关重要。团队克服了巨大挑战，捕捉到蛋白质内部氨基酸侧链的细微变化，这些信息对于理解AR3从敏化到脱敏的转换至关重要。
这一突破得益于Diamond Light Source的I24光束线与牛津和NPL团队的精密合作。DIALS软件的使用使得他们能整合多晶体衍射图像，实现数据完整性，从而达到原子级的分辨率。Danny Axford博士强调了这些技术在科研中的关键作用：“这种微聚焦技术在AR3结构解析中的贡献无法估量，它推动了我们对蛋白质工作原理的理解达到新的高度。”
瓦茨教授总结道，这项研究揭示了AR3的双重功能状态，其背后的新见解将深化我们对众多受体蛋白中敏感与脱敏过程的理解，为未来的生物学和神经科学研究打开了新的窗口。
