圖片說明：來自Salk研究所的科學(xué)家研發(fā)出了一種抗體，用于標(biāo)記參與蛋白質(zhì)行為的基本化學(xué)物質(zhì)。在分裂細(xì)胞中，新抗體（綠色部分）標(biāo)記出了重要但未知的化學(xué)反應(yīng)離散區(qū)域，該化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞分裂時(shí)（DNA用藍(lán)色標(biāo)記；微管蛋白，即細(xì)胞分裂所需的蛋白，用紅色標(biāo)記。）圖片來源：Salk Institute

揭示人體內(nèi)2萬多種蛋白質(zhì)的運(yùn)行機(jī)制以及機(jī)能失常狀況是理解健康和疾病的關(guān)鍵。目前，來自Salk研究中心的科研人員研發(fā)出了一種新的檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)能夠幫助科學(xué)家們更好地理解一個(gè)在蛋白形成過程中極為重要且又難懂的步驟。

這一新方法于2015年7月2日發(fā)表在了Cell期刊上，該方法有助于科研人員找尋一種稱為磷酸鹽的重要化學(xué)標(biāo)簽物質(zhì)，該物質(zhì)主要在制備蛋白質(zhì)的最后階段結(jié)合在氨基酸上（氨基酸是蛋白質(zhì)的重要組成部分）。

當(dāng)細(xì)胞產(chǎn)生蛋白質(zhì)時(shí)，分子合成機(jī)械首先將氨基酸組合在一起形成長鏈，然后在延長過程中進(jìn)行彎曲和折疊。之后酶在蛋白質(zhì)周圍聚集，完成最終結(jié)構(gòu)的折疊對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾以及增加相應(yīng)的化學(xué)標(biāo)簽。最后的修飾過程一般是磷酸化過程在單獨(dú)的氨基酸中增加相應(yīng)的磷酸鹽，來改變蛋白質(zhì)功能。到目前為止，想要指出所有添加的磷酸鹽確切位置以及發(fā)生這種變化的原因仍是一個(gè)很棘手的問題。

本論文的資深作者Tony Hunter說道：我們知道20種氨基酸中有9種能發(fā)生磷酸化反應(yīng)，但由于難于研究，我們對(duì)它們絕大多數(shù)的變化過程仍知之甚少。

但當(dāng)磷酸鹽被添加到三種特別的氨基酸時(shí)絲氨酸（serine）、蘇氨酸（threonine）以及絡(luò)氨酸（tyrosine）它就會(huì)形成一個(gè)較強(qiáng)的化學(xué)鍵。科研人員可以很輕松地鑒定出磷酸鹽的位置。但是當(dāng)其他6種氨基酸發(fā)生磷酸化反應(yīng)時(shí)，磷酸只會(huì)松散地結(jié)合在氨基酸上，這就會(huì)阻礙科研人員收集這一反應(yīng)過程中的相關(guān)信息。人們一直很難對(duì)其中一種被稱為組氨酸（histidine）的氨基酸（一旦添加了磷酸就可稱為磷酸化的組氨酸）進(jìn)行研究。

Hunter說道：你可以通過強(qiáng)烈的磷酸化過程標(biāo)記細(xì)胞，并通過各種方法來分離和分析蛋白質(zhì)，從而找到磷酸鹽的位置。你不能利用磷酸組氨酸進(jìn)行研究，因?yàn)檫@個(gè)結(jié)構(gòu)太不穩(wěn)定，當(dāng)你試圖分離蛋白質(zhì)時(shí)它已經(jīng)分裂了。

Hunter和他的同事意識(shí)到，要想研究這樣不穩(wěn)定的交互作用，他們需要通過一些技巧在磷酸鹽和組氨酸之間形成緊密的結(jié)合。所以他們使用一種特殊種類的改良磷酸鹽磷酸酯（phosphonate），這些磷酸酯用于在組氨酸（可以添加磷酸鹽）中更加緊密地結(jié)合任意兩個(gè)位點(diǎn)。之后，科研人員研發(fā)出一些抗體，這些抗體可以明確地識(shí)別那些穩(wěn)定的磷酸組氨酸類似物，同時(shí)這些抗體能檢測(cè)蛋白質(zhì)中真實(shí)的磷酸組氨酸。

為了測(cè)試這些新工具，科研人員將磷酸組氨酸抗體添加到不同的哺乳動(dòng)物細(xì)胞集合中，這些細(xì)胞生長在培養(yǎng)皿上，然后觀察抗體固定在細(xì)胞的什么位置，這就表明部分細(xì)胞擁有帶有磷酸組氨酸的高濃度蛋白質(zhì)。

Hunter說道：最令我們吃驚的是，當(dāng)我們使用新抗體對(duì)細(xì)胞染色時(shí)，我們看到在擁有高濃度組氨酸磷酸化的細(xì)胞內(nèi)部有一個(gè)離散區(qū)域，特別是在細(xì)胞經(jīng)歷有絲分裂時(shí)這一現(xiàn)象尤為明顯，有絲分裂是一個(gè)母細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞的過程。研究人員一直不知道出現(xiàn)這個(gè)離散區(qū)域的原因，但他們計(jì)劃繼續(xù)進(jìn)行探索，同時(shí)也要檢測(cè)其他氨基酸的磷酸化過程。

該科研團(tuán)隊(duì)期望這個(gè)抗體能夠?qū)ζ渌麑?shí)驗(yàn)室也有幫助，旨在決定感興趣的蛋白質(zhì)是否擁有任何磷酸組氨酸。

Hunter指出：對(duì)任何實(shí)驗(yàn)室來說這種新方法運(yùn)用起來都很容易，不需要任何特殊的儀器，所以我認(rèn)為該技術(shù)會(huì)很快被采納。（來源：科學(xué)之家）