细胞膜：成熟的分子机器
几乎所有的生物 - 从细菌到人类 - 在它们的细胞膜中都有类似门的蛋白质复合物，可以去除不需要的或危及生命的分子。这并不总是对人类有利，因为在细菌或癌细胞的情况下，这些称为ABC转运蛋白的复合物也是对抗生素或化学疗法的抗性的原因。法兰克福歌德大学的研究人员以及位于法兰克福的马克斯普朗克生物物理研究所现已成功解密了运输机制的所有阶段。
在过去五年中，由法兰克福歌德大学生物化学研究所的RobertTampé领导的研究小组投入了大量精力准备敏感膜蛋白复合物样品，以便通过冷冻法在膜环境中进行检测。 -电子显微镜。冷冻电子显微镜通过冷冻分子来提供高分辨率图像，使模糊在运动时减少到最小。
如果目的不仅是产生复杂分子的清晰图像，例如ABC转运蛋白，而且还要在工作中观察它们，则需要不同阶段的快照。由Tampé领导的生物化学家团队通过向转运蛋白提供不同浓度的ATP和ADP来故意触发这些阶段。在没有ATP的能量供应的情况下，转运蛋白不能使分子易位于细胞内部与其周围环境之间的浓度梯度。
在最新一期的“ 自然 ”杂志上，Tampé和他的同事展示了由两种不同蛋白质亚基组成的ABC出口复合体的八种高分辨率构象。研究人员还能够首次看到运输过程的中间阶段。大自然的出版商选择了这一重要发现作为当前问题的封面故事。
“我们的工作可能导致结构生物学的范式转变，因为它可以以几乎原子分辨率显示细胞机器的所有运动，”Tampé教授解释说。“由于这一意想不到的发现，我们现在可以回答有关ABC转运蛋白转运机制的问题，这些运输机制以前是有争议的辩论主题，与医学密切相关。” 此外，研究人员还能够第一次观察到大门向内或向外打开的情况。2.8埃的分辨率（1埃=百万分之一毫米）是在低温电子显微镜的帮助下，ABC运输结构成像中获得的最高分辨率。