研究人员利用低温电子显微镜捕捉难以捉摸的蛋白质的高分辨率结构

当本·奥兰多 (Ben Orlando) 在密歇根州立大学生物化学和分子生物学系发表 2019 年研究演讲时，它为数十年来的合作突破奠定了基础。

当天在演讲厅的嘉宾是名誉教授李·克罗斯 (Lee Kroos)，他刚刚在今年 9 月从密歇根州立大学退休，结束了 30 多年的开创性职业生涯。克罗斯是细菌分子和遗传机制方面的专家，他长期与斯巴达同事合作，试图捕捉一种名为 SpoIVFB 的蛋白质的神秘结构。

SpoIVFB 存在于模型细菌枯草芽孢杆菌中，属于一种称为膜内蛋白酶的特殊酶家族。这些酶有助于调节所有生命界的关键细胞功能。值得注意的是，SpoIVFB 在孢子形成过程中起着关键作用——这一过程使细菌能够在辐射、高温甚至太空真空等恶劣条件下生存。

多年来，捕捉 SpoIVFB 结构的尝试面临着独特的挑战，Kroos 很有兴趣了解奥兰多在尖端低温电子显微镜 (cryo-EM) 领域的专业知识。

“我认为本和我是志同道合的，”克罗斯说，当奥兰多于 2020 年夏天加入生物化学和分子生物学系(BMB)时，克罗斯主动联系了奥兰多，希望能够合作解决 SpoIVFB 的结构难题。“本非常乐观，我们能够在这件事上取得进展。”

现在，奥兰多和克罗斯研究小组在《自然通讯》上发表的一篇论文中报告了首个通过实验确定的高分辨率 SpoIVFB 结构。

具体来说，研究人员发现 SpoIVFB 与其底物结合。就像钥匙开锁一样，底物是酶与之相互作用的特定分子，有助于产生有用的生化产品。

这项研究深入了解了从细菌到人类等生物体中发现的细胞调控机制，对微生物学、结构生物学、酶学和人类疾病具有令人兴奋的意义。