超分辨率的阿尔茨海默相关蛋白复合物

随着超分辨率显微镜的出现，科学家们可以比以往更好地研究紧密的蛋白质关联。在最新一期的eLife 中，Wim Annaert (VIB-KU Leuven) 的团队结合了最先进的成像技术来研究 γ-分泌酶的分布，γ-分泌酶是一种与阿尔茨海默病和癌症相关的蛋白质复合物。

γ-分泌酶是由四种不同的蛋白质亚基组成的跨膜酶复合物。由于它与阿尔茨海默病和癌症有关，它受到了很多研究关注，但由于缺乏分辨率，长期以来一直难以直接可视化这些复合物内部和之间的蛋白质关联。

“虽然过去几年在以原子分辨率揭示 γ-分泌酶蛋白质结构方面取得了巨大进展，但我们仍然缺乏关于其在活细胞膜中分布的直接视觉证据，”教授说。来自 VIB-KU 鲁汶脑与疾病研究中心的 Wim Annaert。

他的团队研究健康和疾病中膜转运的分子生物学，并利用超分辨率显微镜的进步来分析 γ-分泌酶复合物的分布。

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可视化单个 γ-分泌酶复合物

“考虑到光的衍射极限，传统显微镜的横向分辨率被限制在 200 nm 左右，这意味着靠得更近的蛋白质无法相互区分，”Abril Escamilla-Ayala 博士解释道。Annaert实验室的学生。“随着超分辨率和定量显微镜的引入，这种情况发生了巨大变化。现在我们可以真正近距离观察亚细胞结构，并研究单个蛋白质和复合物在其天然环境中的纳米级分布。”

该团队使用互补成像策略首次展示了嵌入自然环境中的 γ-分泌酶复合物的化学计量。他们发现存在于细胞表面的大多数复合物是单体或二聚体，而更高阶的组装体很少见。

热点

分泌酶(例如 γ-分泌酶)会从嵌入细胞膜的其他蛋白质上切下碎片。Annaert 和他的团队研究了 γ-分泌酶与其两种底物(淀粉样前体蛋白和 N-钙粘蛋白)之间以及 γ-分泌酶与其他两种分泌酶(ADAM10 和 BACE1)之间的关联。他们检测到 γ-分泌酶与其底物之间 100 nm 距离内的关联，但没有检测到其他分泌酶——尽管存在分泌酶募集的动态热点。