近日，《通訊·生物》刊發(fā)了復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院副研究員任煜軒等科研人員在單分子蛋白質(zhì)折疊方面取得重要進(jìn)展，他們利用高分辨率雙光鑷揭示了在絡(luò)合蛋白調(diào)控下SNARE(可溶性N-乙基馬來(lái)酰亞胺敏感因子附著受體)復(fù)合物的動(dòng)態(tài)組裝機(jī)制。

　　高精度的雙光鑷作為國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)研究(上海)設(shè)施的核心研制儀器，可以操控和追蹤微球并測(cè)量記錄兩個(gè)微球間的作用力與位置等信息，主要用于研究蛋白質(zhì)的折疊等生物大分子的機(jī)械力學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)機(jī)理。該系統(tǒng)通過(guò)建立恒溫恒濕的光學(xué)實(shí)驗(yàn)室以及差分探測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合多通道樣品池有效地在兩個(gè)微球之間連接單個(gè)生物大分子，實(shí)現(xiàn)對(duì)微納米顆粒位置及力學(xué)信號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間、高精度測(cè)量。

　　雙光鑷分別捕獲一個(gè)微米級(jí)高分子微球，通過(guò)雙鏈DNA手柄將蛋白質(zhì)復(fù)合物連接在兩個(gè)微球上，通過(guò)光鑷對(duì)蛋白復(fù)合物精確地施加作用力。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)復(fù)合物所受的力增大時(shí)，會(huì)引起末端距的增加，可記錄單分子的力隨伸長(zhǎng)量的變化曲線。

　　研究人員表示，當(dāng)光鑷施加的力在7～13pN 時(shí)，SNARE 復(fù)合物連接域從完全折疊態(tài)打開(kāi)。當(dāng)力提高到 17～19 pN 時(shí)，SNARE復(fù)合物在C端緩慢去組裝。繼續(xù)增加力，出現(xiàn)一個(gè)～5 nm 的斷裂信號(hào)，對(duì)應(yīng)沒(méi)有二硫鍵連接的單體蛋白 SNAP-25 的不可逆解離。通過(guò)力-伸長(zhǎng)曲線可以判斷在多大力作用下，蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生構(gòu)象變化，再使用光鑷施加一個(gè)恒定的力研究蛋白質(zhì)折疊動(dòng)力學(xué)。

　　接下來(lái)，研究人員在單個(gè)SNARE復(fù)合物維持在動(dòng)態(tài)組裝過(guò)程中，通入全長(zhǎng)絡(luò)合蛋白，發(fā)現(xiàn)SNARE復(fù)合物的組裝和去組裝過(guò)程呈現(xiàn)出C端阻斷態(tài)、中間鉗制態(tài)及C端穩(wěn)定態(tài)三類(lèi)信號(hào)。

　　隨后，研究人員進(jìn)一步通過(guò)截短型絡(luò)合蛋白實(shí)驗(yàn)可以在單分子水平證實(shí)了絡(luò)合蛋白不同結(jié)構(gòu)域在SNARE動(dòng)態(tài)組裝中的功能。單分子光鑷技術(shù)在應(yīng)用方面仍有非常大的發(fā)展空間，其應(yīng)用范圍也正不斷拓寬。蛋白質(zhì)設(shè)施自主研制專(zhuān)門(mén)用于單分子實(shí)驗(yàn)的光鑷儀器對(duì)國(guó)內(nèi)高端科研儀器的研發(fā)具有重要的推動(dòng)作用和借鑒意義。(來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 張思瑋)