推薦一篇發(fā)表在JACS上的文章，文章的通訊作者是來(lái)自烏普薩拉大學(xué)的Michael Landreh教授和他們組的博士后Axel Leppert，以及來(lái)自瑞典農(nóng)業(yè)科學(xué)大學(xué)的Anna Rising教授。Landreh教授主要從事基于質(zhì)譜的蛋白分子伴侶表征方面的研究。Rising教授主要從事人工合成蛛絲纖維的研究。
通過(guò)液-液相分離形成的蛋白質(zhì)凝聚物的凝膠化在自然界廣泛存在，從生物材料的組裝到纖維聚集體的形成都與此過(guò)程有一定關(guān)系，因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到關(guān)注。從可溶性蛋白到凝膠(溶膠-凝膠)的轉(zhuǎn)變是通過(guò)宏觀過(guò)程控制的，如溫度或緩沖液成分的變化，導(dǎo)致液體液滴在幾分鐘到幾小時(shí)內(nèi)大量轉(zhuǎn)化為微凝膠。此過(guò)程在蛛絲蛋白的纖維化中十分重要。本文作者通過(guò)顯微鏡和質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)工程微型蜘蛛蛋白(NT2repCTYF)的凝聚體經(jīng)歷了自發(fā)的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，可以在己二醇這一相分離抑制劑存在的情況下維持分離液滴狀態(tài)而不是變?yōu)榫?。并且，凝膠化轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致可溶相和凝聚相之間蛋白質(zhì)交換的大幅度減弱。質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)表明，凝膠化的液滴中幾乎不能檢測(cè)到后加入的帶有同位素標(biāo)記的蜘蛛蛋白，而在未凝膠化的液滴中則可以檢測(cè)到明顯的同位素標(biāo)記信號(hào)。在利用熒光顯微鏡對(duì)該過(guò)程的研究中，他們發(fā)現(xiàn)，使用激光脈沖刺激可以將原本需要幾小時(shí)的凝膠化過(guò)程縮短至幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)完成。在添加了熒光染料的相分離體系中利用激光漂白染料會(huì)導(dǎo)致漂白位置的熒光信號(hào)在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)并且大幅度上升，漂白區(qū)域的蜘蛛蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)楦吵淼男螒B(tài)，并且可溶相和液滴間蛋白的交換大幅度減弱，表明其發(fā)生了凝膠化。激光的處理凝膠化這一特性能夠在蜘蛛蛋白微凝膠中特異性地捕獲帶有標(biāo)記的靶蛋白或者藥物熒光分子。通過(guò)在冷凝物中加入熒光染料或藥物，研究者們可以控制觸發(fā)凝膠反應(yīng)的波長(zhǎng)。熒光顯微鏡顯示，激光誘導(dǎo)的凝膠作用顯著地進(jìn)一步增加了熒光藥物分子如米托蒽醌在液滴中的含量。通過(guò)在表達(dá)了eGFP標(biāo)記蜘蛛蛋白的大腸桿菌中加入米托蒽醌并進(jìn)行激光誘導(dǎo)，研究者們發(fā)現(xiàn)，在低溫下并不能觀察到米托蒽醌和蜘蛛蛋白的熒光共定位。而在37℃的條件下可以觀察到富含米托蒽醌的蜘蛛蛋白自組裝體，表明在細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物分子的空間定位富集是可行的。總之，研究者們發(fā)現(xiàn)了通過(guò)激光脈沖實(shí)現(xiàn)對(duì)液-液相分離液滴的相變空間特異性控制的新方法，為其功能和結(jié)構(gòu)表征開(kāi)辟了新途徑。原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06688文章引用：DOI：10.1021/jacs.4c06688
