阿爾茨海默病是一種常見的神經(jīng)退行性疾病。據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計(jì)，目前世界范圍有超 5500 名患者，預(yù)計(jì)到 2050 年患者數(shù)量可能增加到 1.4 億人，然而現(xiàn)階段臨床方面依然沒有特效藥物。針對(duì)其發(fā)病機(jī)制，醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的有 tau 蛋白假說和 β-淀粉樣蛋白假說，均與體內(nèi)蛋白質(zhì)異常有關(guān)。因此，探索蛋白質(zhì)作用機(jī)制有望為阿爾茨海默病等疾病的治療提供新策略。

作為體內(nèi)***重要的生物大分子，蛋白質(zhì)是由不同氨基酸首尾相連縮合而成的多聚體。每種蛋白質(zhì)均有自身獨(dú)特的三維空間結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)構(gòu)象），這也是蛋白質(zhì)發(fā)揮生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。在分子水平解析蛋白質(zhì)作用機(jī)制需要測定其三維空間結(jié)構(gòu)，常用的分析手段包括 X 射線晶體學(xué)、核磁共振以及冷凍電鏡等技術(shù)。    

（來源：Cell）

來自哥倫比亞大學(xué)、紐約大學(xué)格羅斯曼醫(yī)學(xué)院、杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，通過冷凍電子顯微鏡解析了一種關(guān)鍵蛋白 LRP2 的三維結(jié)構(gòu)，并揭示了該蛋白作為一種“分子機(jī)器”能夠在細(xì)胞膜表面結(jié)合配體并在核內(nèi)體中脫落配體，為蛋白相關(guān)疾病的治療提供新見解。目前，這項(xiàng)研究已經(jīng)以“Structures of LRP2 reveal a molecular machine for endocytosis”（LRP2 的結(jié)構(gòu)揭示了內(nèi)吞作用的分子機(jī)制）為題發(fā)表在 Cell 期刊上。

在 Jonathan Barasch 看來，高分辨率的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析將為很多疾病的發(fā)病機(jī)制和治療方法提供新的線索，比如急性腎損傷、慢性腎病、阿爾茨海默病，以及一種名為“Donnai-Barrow”綜合征的具有多種身體和認(rèn)知后果的罕見遺傳性疾病。而此次他和團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究將目光鎖定在一種名為“LRP2”的蛋白質(zhì)。

LRP2 蛋白：低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白 2（LRP2），是一種細(xì)胞表面蛋白，屬于內(nèi)吞性受體并在內(nèi)吞作用中發(fā)揮作用，先前的研究發(fā)現(xiàn)其與腎臟和大腦疾病存在密切關(guān)聯(lián)。

作為 LRP 蛋白家族的一個(gè)重要成員，LRP2 存在于從蠕蟲到人類的各種生物體內(nèi)。其***早發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì) 80 年代初期。相較于細(xì)胞膜上的大多數(shù)蛋白質(zhì)，LRP 非常龐大，因此又被稱為“巨蛋白”。

在腎臟內(nèi)，腎細(xì)胞從體液中過濾后的代謝廢物中回收可重復(fù)使用的分子，LRP2 蛋白在這個(gè)過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，每個(gè)腎細(xì)胞表面擁有數(shù)以萬計(jì)的 LRP2 蛋白，類似于分布在草莓表面的種子一樣?！澳I臟需要過濾和回收來自身體代謝產(chǎn)生的大約 99% 的鹽分和水分，以及回收 100% 的小分子蛋白質(zhì)，否則這些蛋白質(zhì)會(huì)進(jìn)入尿液并排出體外?！?Jonathan Barasch 說道。

然而，想要解析 LRP2 蛋白并不是一件容易的事情，先前的研究發(fā)現(xiàn)包括 LRP2 在內(nèi)的 LRP 家族的這類膜蛋白難以分離，而想要詳細(xì)繪制其三維結(jié)構(gòu)更是困難重重。

值得一提的是，在 LRP2 的收集過程中，他們捕獲并鎖定了 LRP2 蛋白分子的兩個(gè)關(guān)鍵構(gòu)象 。“這種細(xì)微結(jié)構(gòu)是揭示該蛋白分子在細(xì)胞中發(fā)揮作用的重要細(xì)節(jié)。”Andrew Beenken 指出。

有了樣品，采用何種工具進(jìn)行分析成為關(guān)鍵。該論文共同通訊作者、哥倫比亞大學(xué)祖克曼心腦行為研究所研究員、瓦格洛斯醫(yī)師學(xué)院教授 Anthony Fitzpatrick 博士專注于低溫電子顯微鏡（Cryo-EM）領(lǐng)域，在他看來，“Cryo-EM 特別適合研究大型蛋白質(zhì)以及各種生物分子?！?/span>

▲圖｜基于冷凍電子顯微鏡解析的 LRP2 蛋白構(gòu)象（來源：Cell）

在這項(xiàng)研究中，他們基于從小鼠中獲得的 LRP2 蛋白分子樣本、借助液氮冷卻的低溫電子顯微鏡采集了大量的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。隨后，他們通過強(qiáng)大的計(jì)算工具對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，***終生成了接近原子細(xì)節(jié)的三維蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

“我們獲得了有史以來***為詳細(xì)和清晰的 LRP2 蛋白三維結(jié)構(gòu)圖譜。”Lawrence Shapiro 說道，“基于這些三維結(jié)構(gòu)圖譜，我們接下來就可以開始梳理和分析 LRP2 蛋白在細(xì)胞中發(fā)揮作用的獨(dú)特機(jī)制?！彼a(bǔ)充說。

片段篩選磁珠作為高通量測序中的關(guān)鍵原料，是影響整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要部分。如何對(duì)片段篩選磁珠進(jìn)行穩(wěn)定性的規(guī)?；a(chǎn)，也是各類磁珠廠商要面臨的問題。洛陽吉恩特生物科技有限公司作為生物磁珠的生產(chǎn)廠家，對(duì)片段篩選磁珠的關(guān)鍵工藝進(jìn)行長期、大量的優(yōu)化，通過在實(shí)際應(yīng)用場景中的反復(fù)測試，目的片段篩選準(zhǔn)確，尤其對(duì)于200-500bp的片段，篩選效果良好穩(wěn)定，并且磁珠的磁響應(yīng)速度快，可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，篩選結(jié)果可直接進(jìn)行下游環(huán)節(jié)。