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带光阈的分子马达
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分子“马达”（Molecular “motors”）是大多数生物运动的基础。它们可以推动细胞组分、整个细胞乃至肌肉按部就班活动。
最近，一支由美国MIT的Barbara Imperiali教授等领衔的研究团队，将一种马达蛋白——肌凝蛋白（myosin）安装上了“光阈”（light switch）。有关的研究成果本月在线发表在国际著名的化学刊物Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.201100674）。据称，这一研究使得涉及肌凝蛋白的细胞过程的实时跟踪成为可能。
大家可能知道，为了使我们的肌肉收缩，有两种纤维蛋白（fibrous proteins）——肌凝蛋白和肌动蛋白（myosin and actin）必须发生相互作用。在细胞“燃料”腺苷三磷酸酶（ATP）的解离释能作用驱动下，肌凝蛋白分子上的“纽扣”就可以贴附上去，使得肌凝蛋白悬挂于肌动蛋白的细丝（filaments）上。在非肌肉性细胞中，肌凝蛋白确保了细胞在分裂过程中的自主收缩。肌凝蛋白包含了几条不同的蛋白链（如下图）。
对于非肌肉性的肌动蛋白，其活性是由其光调控链（regulatory light chain）调控的。当一个磷酸基团键合到光链的氨基酸残基Ser19上时（磷酰化），肌凝蛋白就被激活了。活性可以通过邻近位置的氨基酸残基（Thr18）发生第二个磷酸基团的键合而放大。
肌凝蛋白虽然已得到广泛的研究，但要在空间和全时程精确地观察在活细胞中分子的活化过程还是相当困难的。为了解决这一难题，可行的方法是利用蛋白合成技术制造一条合成的调控链，其中带有一两个磷酸基团。而这当中关键的技术是将其中一个磷酸基团包裹在“笼”（cage）中。在包裹状态，链是非活性的；当用光照时，“笼”可以裂开，启动调控链并激活肌凝蛋白。如今，这一完美的研究策略已变成了现实。
Reference：
https://blog.sciencenet.cn/blog-52206-443064.html
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