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近日,Journal of Experimental Biology 杂志刊登了�*************************糯笱Ы:Q蠡肪晨蒲Ч抑氐闶笛槭叶莆敖淌谕哦拥闹匾芯砍晒鸋eat-resistant cytosolic malate dehydrogenases (cMDHs) of thermophilic intertidal snails (genus Echinolittorina): protein underpinnings of tolerance to body temperatures reaching 55C。
研究团队以分布于间带,具有高耐热性的两种滨螺为研究对象,通过生理生化学实验及计算机模拟手段,发现耐热的软体动物通过增强代谢关键酶的作用,避免了在高温条件下的解链;研究团队还提出,局部柔性的增长使�*************************冈诘臀绿跫履芄环⒒悠浯呋δ埽蹦茉诩烁呶绿跫拢鸬轿榷ǖ鞍字实淖饔茫繁A说鞍字使δ艿奈帧U庑┓⑾侄杂诓槊骰肪澄露榷陨锓植嫉挠跋旒捌浠疲げ馄虮渑纳в哂兄匾庖濉�
滨螺广泛分布于潮间带区,是潮间带垂直分布区划分的标志性物种。塔结节滨螺(Echinolittorina malaccana)和粒结节滨螺(E. radiata)是我国岩相潮间带区常见物种,其温度耐受上限高达 55-60C。董云伟教授团队与美国斯坦福大学 George Somero 教授,以及华侨大学张光亚教授团队合作,进行了一系列研究,探索了高热耐受性滨螺在极端高温条件下,仍旧保持体内蛋白质微结构的完整、功能的维持的奥妙所在。
图1栖息于间带的滨螺频繁遭受极端高温的胁迫
细胞质苹果酸脱氢酶(cMDH)广泛存在于生物体内,促进细胞质和细胞器代谢产物交换方面具有重要作用。研究团队采集了间带 Echinolittorina 科的两种滨螺能够耐受高达 55C 极端高温的塔结节滨螺,以及热耐受性略逊色的粒结节滨螺。从滨螺体内分离出 cMDH 后,在 20-40C 范围内测定了酶促动力学系数(即KMNADH),通过测定上述两种不同来源 cMDH 氨基酸序列,研究团队发现两个关键位点肽链中的第 48 和 114 号位点。粒结节滨螺 cMDH 中这两个位点的丝氨酸(Ser),在塔结节滨螺 cMDH 中被更小得多的甘氨酸(Gly)所取代。在 42 和 57C 下模拟了蛋白质的变性过程,获得其微结构在不同温度影响下的变化轨迹,发现塔结节滨螺 cMDH 在 57C 极端高温下较粒结节滨螺 cMDH 更稳定的关键所在具有更强的刚性(Rigidity),即结构的稳定性。另一方面,模拟的结果也指出,与酶功能相关的氨基酸区域,其柔性同样更强,局部柔性的增长使�*************************冈诘臀绿跫履芄环⒒悠浯呋δ埽蹦茉诩烁呶绿跫拢鸬轿榷ǖ鞍字实淖饔茫;っ该馐芨呶露贾碌氖Щ睢#ɡ丛矗嚎蒲�
图2 极端高温下,热耐受性更强的塔结节滨螺具有更强的结构刚性(表现为更低的 RMSD 水平)。
图3局部柔性的增长(表现为更高的RMSF水平)