研究人员已经确定了一种在癌细胞扩散中起关键作用的酶的结构

Taspase1 的 3D 模型，展示了活性酶的两半。图片来源：Jose M. Martin-Garcia

使用阿贡国家实验室的高级光子源，研究人员已经确定了一种在癌细胞扩散中起关键作用的酶的结构。

很有可能，我们每个人都以一种或另一种方式受到癌症的影响。与其他一些致命疾病不同，癌症可以在人体内以多种形式出现，因此更多地了解与多种疾病相关的单一酶可能会导致更有效的治疗。

研究人员使用美国能源部 (DOE) 位于美国能源部阿贡国家实验室的科学用户设施办公室高级光子源 (APS) 产生的强大 X 射线束，确定了这种酶的结构：Taspase1，它在人类癌细胞的产生中起着不可或缺的作用。

Taspase1 在多种疾病形式中促进癌细胞的生长和扩散，从儿童白血病到结肠癌、乳腺癌和胶质母细胞瘤，胶质母细胞瘤是一种侵袭性的脑癌或脊髓癌。有了这些关于 Taspase1 结构的新信息，我们可以深入了解这种酶如何成为未来癌症治疗的目标。

“Taspase1这一区域的重要性使其成为设计抗癌治疗抑制剂的主要目标。”
— Jose M. Martin-Garcia，罗卡索拉诺物理化学研究所

由亚利桑那州立大学现任和前任科学家领导的研究小组在 APS 的国家普通医学科学研究所和国家癌症研究所结构生物学设施 (GM/CA) 进行了这项工作。由此产生的论文发表在结构上。

西班牙马德里罗卡索拉诺物理化学研究所的首席研究员 Jose M. Martin-Garcia 说：“我们已经报道了以前未观察到的 Taspase1 片段的重要性，它可以用作抑制其功能的有吸引力的靶标。” 在进行这项研究时，Martin-Garcia 在亚利桑那州立大学教授、该论文的合著者 Petra Fromme 的实验室工作。

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Taspase1 是一种酶，最初以无活性的酶原形式产生，然后在适当的情况下切成部分以产生其活性形式。

“这种一般类型的激活发生在其他生物功能中，例如消化和血液凝固中，”阿贡 X 射线科学部的蛋白质晶体学家 Michael Becker 解释说。

对于 Taspase1，这种切片或切割过程会产生两个片段。在这项研究之前，仅确定了 Taspase1 的部分结构和这些片段。也就是说，直到 Martin-Garcia 的团队发现他们可以稍微修改酶以连接这些片段，创建一个允许整个功能分子结晶的循环。

然而，正如 APS 主任的生命科学顾问兼 Advanced Photon Source 小组组长 Robert Fischetti 所解释的那样，该项目并非没有挑战。Fischetti 领导了由美国国立卫生研究院 (NIH) 资助的光束线套件的设计、建造和运营，这些光束线用于 Taspase1 结构的研究。

“确定这些晶体的结构可能非常具有挑战性，”Fischetti 说。“我们在 GM/CA 开发的能力使得为这项研究收集足够质量的数据成为可能。”

结果很有启发性。研究小组发现，Taspase1 的一个区域形成了一个对其功能至关重要的长螺旋形结构。

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“我们文章中报道的晶体结构是第一个说明 Taspase1 处于其功能活性状态的结构，并强调了这种螺旋形片段的至关重要性，”Martin-Garcia 说。“Taspase1这一区域的重要性使其成为设计抗癌治疗抑制剂的主要目标。”

Martin-Garcia 的研究和通过 Argonne 的 APS 收集到的对 Taspase1 的见解将帮助科学家设计针对 Taspase1 在抗癌方面的独特结构特征的新疗法。