脂质在人体中承担着多种功能,它们形成细胞膜、储存能量、传递细胞信号等,脂质过多也是疾病的重要生物标记。然而到目前为止,脂质分子在活细胞中的功能还没有弄清楚,这是因为缺乏有效地研究工具。2020年4月7日PNAS报道,德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所(MPI-CBG)和莱布尼兹分子药理学研究所(FMP)等机构合作开发了一种可以被光激活并影响动物细胞脂质浓度的化学工具,该工具可以帮助研究者解析细胞内不同脂质分子的作用。
每个细胞都会产生数千种脂质分子,但是现有方法几乎不可能研究活细胞中单个脂质的功能。对此,研究者开发了一种可以量化脂质-蛋白相互作用的结合常数和活细胞实验中天然脂质的跨膜-翻转速率的化学策略。研究者以二酰基甘油为例,结合膜特异性光化学探针和数学模型,发现酰基链组成变化引起的脂质结构多样性决定了脂质-蛋白的亲和力和跨双分子层动力学。实际上,细微的化学差异会使这些值发生几个数量级的变化。而二酰基甘油结合蛋白的不同,又会导致下游磷酸化模式的不同,从而起到完全不同的作用。
这种方法是在亚细胞尺度上阐明单一脂质生物功能的通用方法。在糖尿病和高血压等疾病中,血液中存在很多具有指向性的脂质分子,医生可以利用这种方法准确地分析各种脂质在体内的作用,从而实现更更加精准地诊断和治疗,这是以前不可能做到的。
吴晓燕 编译自https://phys.org/news/2020-04-lipid-code-chemical-tools-lipids.html
原文链接:https://www.pnas.org/content/117/14/7729
原文标题:Live-cell lipid biochemistry reveals a role of diacylglycerol side-chain composition for cellular lipid dynamics and protein affinities