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中研院解析酵素蛋白質結構 有助發展生質燃料

2019-04-18 12:07中央社 台北18日電

中研院中央大學合作,利用冷凍電顯技術,以原子級的解析度,成功分析出酵素的蛋白質構造,其研究成果有助於透過基因工程,生產更多生質燃料。

中央研究院今天發出新聞稿表示,中研院冷凍電子顯微鏡中心與國立中央大學合作,運用冷凍電顯技術,以原子級的解析度分析出酵素的蛋白質構造。

相關研究成果有助於透過基因工程,生產更多生質燃料。論文已於4月17日刊載於美國化學學會期刊(Journal of the American Chemical Society),期刊並將研究成果選為當期封面,呈現如藝術創作般的蛋白質酵素3D立體結構圖。

中研院指出,過去科學家若要研究蛋白質的原子結構,必須先將蛋白質結晶,再以X光繞射成像,但並非所有蛋白質狀態都可以被結晶。

中研院說,而冷凍電子顯微鏡透過低溫方式固定蛋白質,省去結晶化的過程與限制,並用電子顯微鏡提高解析度到原子的等級,有助於把蛋白質看得更清楚。

因此中央大學生命科學系助理教授陳青諭,以及冷凍電顯中心主持人、中研院生化所特聘研究員蔡明道合作,成功利用此技術揭露了硫磺礦硫化葉菌(Sulfolobus solfataricus)之熱穩定性酮醇酸還原異構酶(ketol-acid reductoisomerase, KARI)的4種狀態結構,更瞭解酵素的活性如何受酸鹼值所影響。

中研院表示,研究也發現了KARI酵素可能有助生產生質燃料的關鍵特性。

中研院說,一般而言,酵素對幫助其作用的輔酶具高度專一性,如同「一個鎖孔對一把鑰匙」的關係,但KARI酵素卻可使用2種輔酶(NADH與NADPH)。

透過冷凍電顯技術,研究也掌握了「一個鎖孔適用不同鑰匙」的門路,也就是KARI酵素對輔酶的雙重特異性,未來也讓基因工程學家可藉此繼續探索在工業應用KARI酵素的可能性。

蔡明道說,中研院冷凍電顯中心已具世界一流等級,若善加利用此設施,將可望做出世界一級的研究。這次研究是國際上第1篇利用高解析度冷凍電顯結構來明確探討酶學的文章。

他提到,目前有將近70個研究計畫正在冷凍電顯中心運作,成果也將開始顯現。

酵素中研院中央大學

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