蛋白质扭曲和挤压赋予癌症耐药性

1986年，目前在京都大学(Kyoto University)细胞材料综合科学研究所(iCeMS)工作的细胞生物化学家上田和光(Kazumitsu Ueda)发现，一种名为ABCB1的蛋白质可以将多种化疗药物从一些癌细胞中转运出来，使它们产生耐药性。它是如何做到这一点的，在过去的35年里一直是个谜。现在，他的团队在该杂志上发表了一篇评论2月的信总结了多年来对这类atp结合盒(ABC)转运蛋白的研究成果。

美国广播公司转运蛋白跨物种非常相似，具有各种交通工具：将营养素导入细胞，在它们外部出口毒性化合物，并调节细胞膜内的脂质浓度。

ABCB1是这些蛋白质中的一种，负责输出有毒的化合物如大脑、睾丸和胎盘等重要器官的细胞外。但有时，它也可以出口化疗药物癌细胞，使它们抵抗治疗。这蛋白质围绕细胞膜，一端到达电池，另一端伸出到周围空间中。尽管科学家们已经知道其角色和结构多年，但它究竟如何函数尚不清楚。

Ueda和他的团队在出口复合之前和之后结晶ABCB1蛋白质。然后，它们进行了X射线测试以确定两个结构之间的差异。他们还使用与荧光蛋白融合的ABCB1进行分析以监测构象变化在运输过程中。

他们发现，出口的化合物通过ABCB1蛋白内部的一扇门进入ABCB1的腔体细胞膜。该化合物静置在腔的顶部，在其上附着于分子，引发蛋白质中的结构变化。这种变化需要能量，其衍生自携带的能量分子腺苷三磷酸（ATP）。当镁离子与ATP结合时，电池内部的ABCB1的一部分紧紧地包装在自身和倾斜上，使其腔缩短，然后关闭。这打开了蛋白质的出口门。ATP还涉及使ABCB1从其底部逐渐刚性，导致扭曲和挤压运动，使化合物排出到细胞外空间中。

“这种机制与其他运输蛋白不同的机制不同，”UEDA说。“我们期待我们的工作将促进对其他ABC蛋白的研究，例如参与胆固醇稳态的人。”

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