Nature揭示维生素新功能
麻省理工学院的科学家们与西班牙的同事们一起，发现了一种感光蛋白并绘制出了它的图谱。这一蛋白质利用了维生素B12来执行重要功能，包括基因调控。
这一通过调查来自嗜热栖热菌的蛋白质获得的研究结果，涉及了至少两个广泛感兴趣的研究发现。首先，它扩展了我们对于维生素B12生物学功能的认识。人们已经知道维生素B12可帮助将脂肪转化为能量，且参与了脑形成。而现在研究人员发现它是光传感器蛋白质的一个重要组成部分，光感受器蛋白使得生物体能够感知光并做出响应。
第二，研究人员描述了一种基因调控新模式，感光蛋白在这一模式中发挥关键作用。科学家们观察到细菌改变了利用维生素B12的现有蛋白质结构的作用，使得它们以新的方式运作。
麻省理工学院化学与生物学教授Catherine Drennan说：“自然不仅借用了维生素，而且是整个酶单位，并改造了它……使得它成为了一个光传感器。”
研究者们在本周的《自然》（Nature）杂志上详细说明了这些研究结果。研究论文描述了处于三种不同状态：黑暗中，与DNA结合，及暴露于光线下之后的光传感器。
Drennan说：“我们能够得到所有一系列的结构，了解它在各个阶段的运作机制，这真是太棒了。”
研究人员结合了X-射线晶体学技术和体外分析来研究这一细菌。通过研究处于三种状态时光传感蛋白质的结构，科学家们更深入了解了这些结构及它们的功能。
像许多其他的生物体一样，微生物通过了解它们是处于光线下或是黑暗中来使自身受益。光传感器在黑暗中结合DNA，阻止嗜热栖热菌某些基因的活性。当光照射微生物时，光感受器结构会分崩瓦解，细菌开始生成类胡萝卜素——保护细菌避免阳光的负面影响，如DNA损伤。
研究还阐明了光传感器结合DNA的精确方式是一种新方式。这些结构包含四聚体，蛋白质的4个亚基中有三个结合了遗传物质——Drennan说这让她感到吃惊。
“这是科学最有意思的部分。你看到了新东西，然而你觉得它并不是新的，但通过做实验你证实了它确实是。”
Drennan说，从长远来看，研究结果具有实际的应用，例如设计光引导操控DNA转录，或开发蛋白质之间受控的互作。
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