新技术允许科学家使用UV光线开启和关闭ATP合成酶

时间：2021-11-14 09:58:04来源：

在黑暗中，反式偶氮过聚苯酚阻断ATP合酶活性（左）。在紫外光下，唑苯二酚切换到顺式形式，结果是，通过蛋白质复合物（右）的旋转部分的表观运动来抑制ATP合酶的结果。垂直灰色栏代表细胞膜。钍。Meier，B.威尔

酶复合ATP合酶是细胞中最重要的分子机之一。它产生三磷酸腺苷（ATP），其用作几乎所有必需的细胞过程的能源。ATP生产和可用性也可用于细胞外的生物技术过程。来自法兰克福Max Planck生物物理学研究所的研究人员在慕尼黑的Ludwig Maximilian大学（LMU），伦敦帝国学院现已开发出一种技术，可以使用氮化聚蛋白和光线切换ATP合酶。

多酚在黑葡萄，花生，浆果和红酒中自然地发现。它们是具有生物活性性质的芳族化合物，包括染料，调味物质和单宁。这些植物化学物质被认为具有一系列有益的营养效果，包括抗氧化剂和抗炎作用，甚至在某些情况下据说有助于预防癌症。多酚还可以具有杀菌效果，使它们例如能够抑制蛀牙。

然而，事实证明，这些不寻常的化学物质可以做更多：“我们已经合成了偶氮多酚，可以使用紫外线在CIS和Trans形式之间切换，”弗莱克拉姆斯解释了LMU化学系。“我们已利用此属性使我们能够打开和关闭ATP合成酶。在黑暗中，偶氮过聚苯酚采用反式形式，阻止ATP合酶活性。如果暴露于紫外线，则它们切换到CIS形式，重新激活ATP合成酶，“Bianca Eisel从Max Planck生物物理学研究所解释。

还可以利用使用光改变唑代唑苯酚构象的能力来阻止其他靶蛋白。此外，在活细胞中转动能量产生的能力可以提供一种控制特定能量依赖生物技术过程的简单方法。“我们的工作结果提供了优雅，轻微的可轻度控制方式，以向化学或生物技术过程提供富能的ATP，并为进一步的光活化化合物奠定了甚至在细胞内使用的进一步光活性化合物的基础， “解释项目领导者Dirk Trauner（LMU和纽约大学）和Thomas Meier（Max Planck Biophysics和伦敦帝国学院）。

出版物：Bianca Eisel等人，“使用光学抑制剂的F1FO-ATP合成酶的可逆光学控制”，FEBS字母，2018; DOI：10.1002/1873-3468.12958