蛋白质的3-D图显示它如何帮助器官过滤掉有毒物质

仔细观察一种蛋白质会发现它如何将分子乘客转移到肾脏、大脑和其他地方的细胞中。蛋白质LRP2是传递服务的一部分，它捕获细胞外的某些分子并将它们运送进来。现在，LRP2的3-D图揭示了蛋白质的结构以及它如何捕获和释放分子，研究人员于2月6日在Cell上报道。在细胞外接近中性的pH值下，蛋白质采用更开放的形状，如网状。但在细胞内的酸性环境中，蛋白质会皱缩，从而使乘客掉落。

LRP2结构的形状——以及它如何实现如此多的功能——几十年来一直困扰着科学家。这种蛋白质帮​​助肾脏和大脑过滤掉有毒物质，它也在其他地方发挥作用，比如肺和内耳。当蛋白质不能正常发挥作用时，就会出现许多健康问题，包括慢性肾病和Donnai-Barrow综合征，这是一种影响肾脏和大脑的遗传性疾病。

与LRP2功能障碍相关的各种情况来自蛋白质的众多职责——它与超过75种不同的分子结合。哥伦比亚大学的肾病学家JonathanBarasch说，对于一种蛋白质来说，这是一个巨大的数量，因此获得了“分子蝇纸”的绰号。

通常，LRP2位于细胞膜表面，等待阻止经过的分子。蛋白质与分子结合后，细胞会吞噬其表面含有蛋白质的部分，形成称为核内体的内部气泡。然后LRP2在细胞内释放分子，核内体将蛋白质带回表面。

为了解这种穿梭系统，Barasch及其同事从500个小鼠肾脏中收集了LRP2。研究人员将一些蛋白质放入细胞外pH值为7.5的溶液中，将一些蛋白质放入pH值5.2的内体模拟溶液中。他们使用冷冻电子显微镜捕获了蛋白质的图像，然后在计算机中将这些图像拼接在一起，绘制出蛋白质在开放和封闭结构中的3-D图。