以色列揭示嗜盐性藻类蛋白质结构

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2005-07-18

据科技日报特拉维夫7月15日电 在含盐量高达33%的死海海水里,用肉眼根本看不到任何生命的形态,也没有人能够在死海中找到任何高等动植物。但是,科学家却仍然在这个生命极限的世界里发现了某些极其微小的藻类。这些顽强地生活在高盐分世界里的藻类生物的超强耐盐性,不仅让人深为惊叹,同时也是研究生命基础形态的特殊样本。经过长达30多年的研究,生物学家对这种海藻生物体为何能具有超强耐盐性并保持生命活力仍然不得其解。12日,以色列魏兹曼研究院宣称,该院科学家经过多年研究,终于发现了这种藻类蛋白质的基础结构,为彻底揭示微小生物体耐盐能力的产生和进化奠定了基础。

盐水湖中的水藻是一种不同类型的有机物,它能够生长在任何环境的水中,如从条件极其恶劣的死海到几乎全是淡水的湖泊,它们都可以维持生命的存在。对于这种在商业上常常被用作天然β-胡萝卜素的独特耐盐性藻类,魏兹曼研究院的研究人员已经跟踪研究了许多年。该院生物化学系和结构生物学系的研究人员从死海中嗜盐性微生物中提取出蛋白,并对这些嗜盐性蛋白质进行了三维结构的分析测试,结果发现,这种引人注目的耐盐性蛋白酶实际上是一种碳脱水酶。把它与已知动物身上的碳脱水酶进行比较发现,这种酶与它的远亲共享一个基础结构,但又有一些明显的不同。其中最大的区别,是蛋白质表面的电荷性质不同。在耐盐性蛋白酶的表面,电荷一律为负;但在没有耐盐性的碳脱水酶表面,则运动着正、负和中性三种电荷。这些独特的结构特征,使得耐盐性碳脱水酶在有盐状态下不仅可以生存,而且可以活动,尽管它并不依赖于盐的存在。

令人振奋的是,研究人员不仅发现了耐盐性蛋白质的基础结构,而且还在老鼠的肾里发现了一种碳脱水酶,这种酶具有与耐盐性脱水酶相似的结构。值得思索的是,在死海藻类生物进化中产生的耐盐性蛋白酶,为何能在老鼠体内被发现?这一发现是否为肾生理学研究开辟了新领域?研究人员希望这一问题能够得到进一步探索,并希望他们的研究成果能为研究和设计以耐盐性蛋白酶为基础的新药物提供帮助。