（上圖左起）香港科技大學研究團隊：本科生謝雋望、黨尚宇博士、博士候選人劉航

香港科技大學的研究團隊，開發了一種基於細胞囊泡的膜蛋白提取方法，能夠保留其天然膜脂環境，促進後續的相關研究。此前，膜蛋白的提取一直依賴去垢劑等方法，影響了對膜蛋白的深入研究。本研究成果已發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）。

論文：

• https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2423407122

研究背景

膜蛋白在許多生物過程中發揮關鍵作用，也是重要的藥物靶點。但過去數十年來，科學家一直依賴去垢劑，從細胞膜中提取膜蛋白以進行結構研究。這一方法存在限制，例如：去垢劑篩選過程消耗資源，亦令提取出來的膜蛋白缺乏天然膜脂環境，阻礙了對脂質介導膜蛋白調控機制的深入研究。

研究成果

科大生命科學部副教授黨尚宇博士領導的研究團隊，開發了一種基於囊泡的新方法。

團隊直接從細胞膜中生成含有目標蛋白的囊泡，保留了天然膜環境和關鍵脂質分子，最大限度地維持了膜蛋白的天然構象。團隊又建立了一套完整的工作流程，用於囊泡樣品的製備、純化和質量控制，使這種方法可適用於多種膜系統，包括不同物種和細胞膜結構。

後續的冷凍電鏡成像分析中，天然膜結構可能引起強背景信號和干擾。為此，團隊開發出一種基於電鏡圖片的分選方法，並結合人工智能，專門分離高質量的膜蛋白粒子。

團隊成功將這種方法應用於多個膜蛋白系統，包括：大腸桿菌細胞膜中過度表達的 AcrB 蛋白的 3.9Å 分辨率結構解析、豬心線粒體內膜中的天然呼吸鏈複合物 III 的 3.0Å 分辨率結構解析。

冷凍電鏡解析 AcrB 蛋白在囊泡中的結構

團隊計劃進一步優化該系統，有機會實現特定生物膜系統（如線粒體）在不同生理和病理條件下的膜蛋白結構組學研究。

研究團隊

論文第一作者是博士候選人劉航，通訊作者是黨尚宇博士。本科生謝雋望為第二作者。

來源：香港科技大學

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