이 발견의 중심에는 버클리 캘리포니아 대학교 (University of California, Berkeley)의 연구원들이 존경받는 저널 "Nature Microbiology"에 발표 된 획기적인 연구와 Lawrence Berkeley National Laboratory의 Advanced Light Source Beamline의 공동 작업자와 함께 있습니다. 분자 및 세포 생물학의 저명한 교수 인 Eva Nogales 박사가 이끄는 연구팀은 고급 영상 기술과 계산 분석을 사용하여 Methanospirillum Hungatei의 S 층에 대한 단백질 결정화의 복잡한 세부 사항을 해독했습니다.
냉동 전자 단층 촬영을 활용함으로써, 3 차원에서 생물학적 구조를 시각화 할 수있는 정교한 이미징 기술을 사용하여 연구자들은 S- 층의 고해상도 스냅 샷을 캡처 할 수있었습니다. 이 전례없는 수준의 세부 사항은 단백질 결정을 형성하기 위해 콘서트에서 작용하는 "베이스 플레이트"와 "스파이크"라고 불리는 두 개의 별개의 단백질 복합체의 존재를 밝혀 냈습니다.
베이스 플레이트는 단백질 결정이 제작되는 기초 역할을합니다. 단백질 서브 유닛의 육각형 배열로 구성된베이스 플레이트는 스파이크 복합체의 후속 조립을위한 안정적인 플랫폼을 제공합니다. 스파이크 복합체는 차례로 왕관과 유사한 6 개의 추가 단백질로 둘러싸인 중앙 스파이크 단백질로 구성됩니다. 이들 스파이크 복합체는베이스 플레이트로부터 돌출되어 S- 층 상에 가시 결정 패턴을 형성한다.
단백질 결정화의 역학을 완전히 이해하기 위해 연구팀은 계산 분석으로 전환했습니다. Cryo-Electron 단층 촬영 데이터를 분자 역학 시뮬레이션과 통합함으로써 단백질 결정의 단계별 조립 공정을 설명하는 상세한 모델을 구성 할 수있었습니다. 이들 모델은베이스 플레이트의 형성이 결정화 공정을 개시하고, 스파이크 복합체의 순차적 첨가를 보여준다는 것을 밝혀냈다.
또한, 팀은 스파이크 복합체 내의 특정 아미노산 잔기가 결정 패턴의 정확한 조립을 안내하는 단백질-단백질 상호 작용을 매개하는데 중요한 역할을한다는 것을 발견했다. 이러한 발견은 S- 층에서 단백질 결정의 자체 조립에 기초한 절묘한 분자 인식 메커니즘을 강조한다.
이 연구의 의미는 Methanospirillum Hungatei의 연구를 넘어 확장됩니다. 미생물 S- 층에 대한 단백질 결정화를 지배하는 기본 원리를 설명함으로써, 과학자들은 더 넓은 생체 생물 분석 분야에 대한 귀중한 통찰력을 얻습니다. 생체 내화는 유기체가 미네랄을 활용하여 뼈, 치아 및 조개와 같은 복잡한 구조물을 구성하는 광범위한 자연 과정을 포함합니다. 단백질 기반 생물선 분석의 메커니즘을 이해하면 재료 과학, 생명 공학 및 의학 연구를 포함한 다양한 과학 분야를 발전시킬 수있는 엄청난 잠재력이 있습니다.
Methanospirillum Hungatei의 S- 층에 대한 단백질 결정화에 대한 연구는 분자 수준에서의 생체 미생화 과정에 대한 우리의 이해에서 상당한 도약을 나타냅니다. 과학자들이 이러한 생물학적 현상에 대한 복잡한 세부 사항을 깊이 파고 들면서, 그들은 맞춤형 특성과 기능을 가진 새로운 재료의 설계 및 합성을위한 자기 조립의 힘을 활용할 수있는 새로운 기회를 잠금 해제합니다.
