研究人員已經確定了一種在癌細胞擴散中起關鍵作用的酶的結構
Taspase1 的 3D 模型，展示了活性酶的兩半。圖片來源：Jose M. Martin-Garcia
使用阿貢國家實驗室的高級光子源，研究人員已經確定了一種在癌細胞擴散中起關鍵作用的酶的結構。
很有可能，我們每個人都以一種或另一種方式受到癌癥的影響。與其他一些致命疾病不同，癌癥可以在人體內以多種形式出現，因此更多地了解與多種疾病相關的單一酶可能會導致更有效的治療。
研究人員使用美國能源部 (DOE) 位于美國能源部阿貢國家實驗室的科學用戶設施辦公室高級光子源 (APS) 產生的強大 X 射線束，確定了這種酶的結構：Taspase1，它在人類癌細胞的產生中起著不可或缺的作用。
Taspase1 在多種疾病形式中促進癌細胞的生長和擴散，從兒童白血病到結腸癌、乳腺癌和膠質母細胞瘤，膠質母細胞瘤是一種侵襲性的腦癌或脊髓癌。有了這些關于 Taspase1 結構的新信息，我們可以深入了解這種酶如何成為未來癌癥治療的目標。
“Taspase1這一區域的重要性使其成為設計抗癌治療抑制劑的主要目標。”
— Jose M. Martin-Garcia，羅卡索拉諾物理化學研究所
由亞利桑那州立大學現任和前任科學家領導的研究小組在 APS 的國家普通醫學科學研究所和國家癌癥研究所結構生物學設施 (GM/CA) 進行了這項工作。由此產生的論文發表在結構上。
西班牙馬德里羅卡索拉諾物理化學研究所的首席研究員 Jose M. Martin-Garcia 說：“我們已經報道了以前未觀察到的 Taspase1 片段的重要性，它可以用作抑制其功能的有吸引力的靶標。” 在進行這項研究時，Martin-Garcia 在亞利桑那州立大學教授、該論文的合著者 Petra Fromme 的實驗室工作。
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Taspase1 是一種酶，最初以無活性的酶原形式產生，然后在適當的情況下切成部分以產生其活性形式。
“這種一般類型的激活發生在其他生物功能中，例如消化和血液凝固中，”阿貢 X 射線科學部的蛋白質晶體學家 Michael Becker 解釋說。
對于 Taspase1，這種切片或切割過程會產生兩個片段。在這項研究之前，僅確定了 Taspase1 的部分結構和這些片段。也就是說，直到 Martin-Garcia 的團隊發現他們可以稍微修改酶以連接這些片段，創建一個允許整個功能分子結晶的循環。
然而，正如 APS 主任的生命科學顧問兼 Advanced Photon Source 小組組長 Robert Fischetti 所解釋的那樣，該項目并非沒有挑戰。Fischetti 領導了由美國國立衛生研究院 (NIH) 資助的光束線套件的設計、建造和運營，這些光束線用于 Taspase1 結構的研究。
“確定這些晶體的結構可能非常具有挑戰性，”Fischetti 說。“我們在 GM/CA 開發的能力使得為這項研究收集足夠質量的數據成為可能。”
結果很有啟發性。研究小組發現，Taspase1 的一個區域形成了一個對其功能至關重要的長螺旋形結構。
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“我們文章中報道的晶體結構是第一個說明 Taspase1 處于其功能活性狀態的結構，并強調了這種螺旋形片段的至關重要性，”Martin-Garcia 說。“Taspase1這一區域的重要性使其成為設計抗癌治療抑制劑的主要目標。”
Martin-Garcia 的研究和通過 Argonne 的 APS 收集到的對 Taspase1 的見解將幫助科學家設計針對 Taspase1 在抗癌方面的獨特結構特征的新療法。