這項研究使研究人員能夠定位該複合體(ti) 中的蛋白,並對肌肉收縮的過程進行分析。研究還能幫助人們(men) 了解一些心髒病中的遺傳(chuan) 學突變對肌動蛋白-肌球蛋白-原肌球蛋白複合體(ti) 的影響。
肌肉的基本功能單位被稱為(wei) 肌小節,由肌動蛋白、肌球蛋白和原肌球蛋白組成。肌肉收縮時,肌球蛋白要能夠與(yu) 纖維狀的肌動蛋白分子一同滑動。此時原肌球蛋白與(yu) 肌鈣蛋白共同作用,通過控製肌球蛋白結合肌動蛋白的時機來調節肌肉收縮。而在靜止狀態,原肌球蛋白和肌鈣蛋白阻斷肌球蛋白在肌動蛋白纖維上的結合位點。這時肌球蛋白頭部成90度角。隻有在鈣流入調控蛋白後,肌動蛋白纖維上的結合位點才暴露出來。肌球蛋白的頭部與(yu) 這一位點結合,並改變自身構象以鉸鏈式扭轉,從(cong) 而拉動肌動蛋白。隨著一個(ge) 又一個(ge) 肌肉纖維的滑動,肌小節縮短,肌肉收縮。
德國馬普分子生理學研究所的科學家揭示了這一模型的分子基礎,肌肉蛋白相互作用的細節。Stefan Raunser及其同事在冷凍電子顯微鏡技術的幫助下,獲得了肌肉結構元件的準確信息。“這是了解肌肉功能結構中各蛋白之間相互作用的重要一步,”Raunser說。
研究人員確定了肌球蛋白結合的情況下,原肌球蛋白在肌動蛋白纖維上的準確定位。肌動蛋白-肌球蛋白-原肌球蛋白複合體(ti) 的圖像顯示,實際上是肌動蛋白給肌球蛋白帶來了構象改變。研究人員將這一圖像與(yu) 其他狀態下的肌球蛋白結構相比較,描述了肌肉收縮時肌球蛋白和肌動蛋白的相互作用。“可以說,我們(men) 為(wei) 生化學家們(men) 繪製了一張圖,能幫助他們(men) 理解肌肉運動的過程和事件發生的順序”, Raunser解釋道。
該研究也具有很高的醫學價(jia) 值。心髒是人體(ti) zui重要的肌肉組織,如果心髒的功能稍有差池,其結果可能是致命的。心髒的功能故障常常與(yu) 點突變相關(guan) 。馬普所研究人員得到的顯微圖像使人們(men) 得以識別並定位這些遺傳(chuan) 學突變。