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    人體內充滿(mǎn)了稱(chēng)為酶的蛋白質(zhì)，它們可幫助體內幾乎所有的功能。數十年以來(lái)，為了了解酶如何發(fā)揮作用，以及如何為許多疾病研制更好的藥物和治療方法，科學(xué)家們一直都在研究酶。目前，密蘇里大學(xué)的研究人員完成了一種稱(chēng)為脯氨酸利用蛋白A (PutA)的酶的3D結構圖。PutA通過(guò)將氧添加到分子中，可促進(jìn)代謝。密蘇里大學(xué)生物化學(xué)系的John Tanner教授稱(chēng)，這種酶的3D結構圖將使研究人員更好地了解它的功能，從而有助于藥物制造商研制出更有效的藥物。相關(guān)研究結果發(fā)表在最近的《PNAS》雜志。

    脯氨酸利用蛋白A（PutA）是雙功能的外膜黃素酶，可通過(guò)連續的脯氨酸脫氫酶活性和醛脫氫酶結構域，催化L脯氨酸和L谷氨酸鹽的氧化。PutA位于革蘭氏陰性細菌的外膜，通過(guò)把來(lái)自環(huán)境中的脯氨酸氧化與膜相關(guān)的醌類(lèi)減少相結合，在能量代謝中發(fā)揮重要的作用。

    Tanner稱(chēng)：“PutA實(shí)際上是兩種酶融合在一起，使它的加工處理更加有效。現在，了解了PutA的構造之后，我們就能正確地研究它是如何發(fā)揮作用的。一些危險的細菌，如幽門(mén)螺桿菌（h. pylori，可感染胃組織）可利用PutA酶來(lái)生長(cháng)。發(fā)現這種酶的結構，將為這種蛋白質(zhì)如何發(fā)揮作用，提供有價(jià)值的見(jiàn)解，也為設計抑制或增加某種蛋白質(zhì)功能的藥物提供了藍圖，這將使這些藥物更加的有效。”

    Tanner通過(guò)利用一個(gè)稱(chēng)為蛋白質(zhì)晶體學(xué)（protein crystallography）的過(guò)程，完成了這項研究。這個(gè)過(guò)程涉及到，由PutA酶組成的生長(cháng)微觀(guān)晶體。然后，Tanner將蛋白質(zhì)晶體運到加利福尼亞伯克利，在那里它們被暴露于一種稱(chēng)為“beamline”的高能X射線(xiàn)中。Beamline裝置在世界上只有五臺，有足球場(chǎng)那么大。

    Beamline可捕捉X射線(xiàn)，使其聚焦在蛋白質(zhì)晶體上，并記錄晶體上反射或衍射出來(lái)的光束。Tanner解碼了蛋白質(zhì)晶體上發(fā)出的衍射圖，以了解蛋白質(zhì)中原子的精確排列，并繪制了PutA酶的3D結構圖。

    Tanner稱(chēng)：“沒(méi)有** beamline，這整個(gè)項目就不可能完成。我們校園唯一的X射線(xiàn)裝置的能力只是beamline的一小部分，沒(méi)有這樣一種高能X射線(xiàn)裝置，我們就不可能完成這項復雜的測繪項目。”

    Tanner稱(chēng)，他們下一步的研究將探究PutA酶每一種晶體結構的功能，以更好地了解這種酶如何發(fā)揮作用。