人类细胞的移动和不恰当的增殖会导致癌症发生。在细胞内部，磷酸化（phosphorylation）过程是一些参与癌症发生的细胞过程的"开关"，这些过程包括代谢，转录，转移，细胞死亡和分化等。磷酸化过程由一些蛋白激酶所调控，蛋白激酶能够共同或单独修饰蛋白质的结构,从而改变蛋白,使得激酶可以控制细胞过程。
对于科学家来说,理解细胞中激酶的互作和活性的一个挑战,因为科学家用来控制酶的机制不具特殊性，这就经常会影响细胞中的多条通路。
在6月27日的Nature Biotechnology杂志上,药理学教授Klaus Hahn在其最新研究论文中描述了一种叫构象改造调节（engineered allosteric regulation）的新技术，为科学家提供了一种研究活细胞内蛋白互作的新工具。
"该方法能够对活细胞中的激酶进行精确的控制，"Hahn介绍说，"我们可以选择激酶并精确控制"打开/关闭"的开关，因此可以看到它们的运作方式以及控制细胞功能的机制。这项技术可以用于基础研究，因为激酶是大部分细胞过程的重要调控子。精确调控细胞中激酶状态的特性为获得新的科学认识开辟了一条新道路。"
该方法为分析活细胞中各种激酶的功能提供了有效的策略，有助于我们理解在细胞生长和发育这些常见过程中一些重要蛋白的作用，同样也可以用于研究它们在疾病中的靶向作用，比如癌症。
研究人员解释说，构像改造调节的机制可以比作是汽车的轮子。每个激酶的一个小部件就是其细胞内活性的重要组成部分。如果激酶的这个部分吸附上一个设计的蛋白,会导致分子不稳定,使其不能有效控制细胞,这就像汽车轮子失去了螺栓一样将不能使汽车有效的前行。
科学家随后将一种药物绑定到设计的蛋白上，并使其紧紧附着在分子上,这就使得激酶能够正常地运作,这个过程就像是拧紧了汽车轮子上的螺栓一样 .
这种新技术非常精确，能够控制特定的蛋白,允许科学家精确追踪细胞内激酶的活性。Hahn表示，该方法或能帮助科学家更快更经济地研究与癌症有关的细胞信号通路，当然也可以是其它一系列的人类疾病。(生物谷www.bioon.net)
生物谷推荐原文出处：
Nature Biotechnology doi:10.1038/nbt.1639
Engineered allosteric activation of kinases in living cells
Andrei V Karginov,Feng Ding,Pradeep Kota,Nikolay V Dokholyan" Klaus M Hahn
Studies of cellular and tissue dynamics benefit greatly from tools that can control protein activity with specificity and precise timing in living systems. Here we describe an approach to confer allosteric regulation specifically on the catalytic activity of protein kinases. A highly conserved portion of the kinase catalytic domain is modified with a small protein insert that inactivates catalytic activity but does not affect other protein functions (Fig. 1a). Catalytic activity is restored by addition of rapamycin or non-immunosuppresive rapamycin analogs. Molecular modeling and mutagenesis indicate that the protein insert reduces activity by increasing the flexibility of the catalytic domain. Drug binding restores activity by increasing rigidity. We demonstrate the approach by specifically activating focal adhesion kinase (FAK) within minutes in living cells and show that FAK is involved in the regulation of membrane dynamics. Successful regulation of Src and p38 by insertion of the rapamycin-responsive element at the same conserved site used in FAK suggests that our strategy will be applicable to other kinases.
