研究揭示了MCM8/9與其底物產物結合的結構

科學研究需要耐心。回報并不總是立竿見影，所需的技術也并不總是存在。貝勒大學化學與生物化學系教授兼研究生事務主任Michael A. Trakselis博士理解這一點。

15年來，Trakselis一直對MCM8/9酶感興趣。作為小染色體維持蛋白(MCM)家族的一部分，MCM8/9與卵巢功能不全、不孕癥和癌癥(包括卵巢癌、睪丸癌和結腸癌)直接相關，但人們對這種酶的工作原理及其與疾病的關系知之甚少。人們對這種酶的結構和功能之間的關系還不了解。

這項研究——HsMCM8/9解旋酶的活性、底物偏好和結構——發表在科學雜志《Nucleic Acids Research》上。有了這些新信息，Trakselis實驗室和其他地方的研究人員有了一個路線圖，可以更好地了解這種酶復合物的功能，以及突變如何與疾病聯系起來。

“MCM8或MCM9的突變會導致不孕和癌癥;然而，我們不知道為什么當這種蛋白質發生突變時，我們會患上某些疾病，”Trakselis說。“擁有這種結構可能會幫助我們弄清楚其中的一些問題。”

在此之前，Trakselis必須克服兩個障礙:技術和進行研究所需的穩定蛋白質溶液。直到最近，了解MCM8/9所需的技術還不容易獲得。單粒子低溫透射電子顯微鏡(cryo-EM)是一種高靈敏度和昂貴的顯微鏡，僅使用了大約8年。

Trakselis說:“這是一個巨大的儀器，但它可以拍攝非常微小的物體。根據光束的反射或折射方式，你可以開始建造一個結構。”

低溫電子顯微鏡通過向材料中發射電子束來幫助可視化和解決結構的問題。

在這項研究中，Trakselis博士與來自萊斯大學和休斯頓德克薩斯大學健康科學系統的研究人員合作，下一個障礙是創造一種穩定而純凈的蛋白質溶液。不純或不穩定的樣品會阻止低溫電鏡顯示MCM8/9復合物的任何精確結構信息。Trakselis和他的團隊嘗試了幾種方法來表達和純化MCM8/9的各種結構，但它們的純度和溶解度都很低。經過多次試驗和錯誤，研究小組最終嘗試在昆蟲細胞中表達這種人類蛋白，最終獲得了穩定的純蛋白，可以對MCM8/9復合物進行冷凍電鏡成像。

隨著屏障的移除，Trakselis和他的團隊能夠解開MCM8/9與其底物產物ADP結合的結構。

對Trakselis來說，這僅僅是個開始。還有更多的問題需要回答。

Trakselis說:“我們描述了基本的結構-功能關系，但我們不知道它在細胞水平上和在什么情況下起作用。”

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