Taspase1 的 3D 模型，展示活性酶的两半。(图片由 Jose M. Martin-Garcia 提供。)
很有可能，我们每个人都以一种或另一种方式受到癌症的影响。与其他一些致命疾病不同，癌症在人体内可以有多种形式，因此更多地了解与这种疾病的多种类型相关的单一酶可能会使癌症治疗更加有效。
研究人员使用高级光子源 ( APS )产生的强大 X 射线束，已经确定了这样一种酶的结构：Taspase 1，它在人类癌细胞的产生中起着不可或缺的作用。高级光子源是美国能源部 ( DOE ) 位于美国能源部阿贡国家实验室的科学用户设施办公室。
Taspase 1在多种形式的疾病中促进癌细胞的生长和扩散，从儿童白血病到结肠癌、乳腺癌和胶质母细胞瘤，这是一种侵袭性的脑癌或脊髓癌。有了这些关于 Taspase 1结构的新信息，就可以深入了解该酶如何成为未来癌症治疗的目标。
“ Taspase 1这一区域的重要性使其成为设计抗癌治疗抑制剂的主要目标。” — Jose M. Martin-Garcia，罗卡索拉诺物理化学研究所由现任和前任亚利桑那州立大学科学家领导的研究团队在APS的国立普通医学科学研究所和国立癌症研究所结构生物学设施 ( GM / CA ) 进行了这项工作。由此产生的论文发表在 Structure 上。
“我们报告了以前未观察到的 Taspase 1片段的重要性，该片段可用作抑制其功能的有吸引力的靶标，”首席研究员 Jose M. Martin-Garcia 说，他目前在西班牙马德里的 Rocasolano 物理化学研究所工作。 . 在进行这项研究时，Martin-Garcia 在亚利桑那州立大学教授、该论文的合著者 Petra Fromme 的实验室工作。
Taspase 1是一种酶，最初以无活性的酶原形式产生，然后在适当的情况下切成几部分以产生其活性形式。
“这种一般类型的激活发生在其他生物功能中，例如消化和血液凝固，”阿贡 X 射线科学部的蛋白质晶体学家迈克尔贝克尔解释说。
对于 Taspase 1，这种切片或切割过程会产生两个片段。在这项研究之前，只确定了 Taspase 1 的部分结构和这些片段。也就是说，直到 Martin-Garcia 的团队发现他们可以稍微修改酶以连接这些片段，创建一个允许整个功能分子结晶的环。
然而，该项目并非没有挑战，正如APS总监的生命科学顾问兼 Advanced Photon Source 小组负责人Robert Fischetti解释的那样。Fischetti 领导了由美国国立卫生研究院 ( NIH )资助的光束线套件的设计、构建和操作，用于这项对 Taspase 1结构的研究。
“确定这些晶体的结构非常具有挑战性，”Fischetti 说。“我们在开发的能力GM / CA使我们能够收集足够的数据质量进行这项研究。”
结果很有启发性。研究小组发现，Taspase 1 的一个区域形成了一个对其功能至关重要的长螺旋形结构。
“我们文章中报道的晶体结构首次说明了处于功能活性状态的Taspase 1，并突出了这种螺旋形片段的重要性，”Martin-Garcia 说。“ Taspase的这个区域的重要性1 使它成为首选目标设计抑制剂的抗癌疗法”。
Martin-Garcia 的研究以及通过 Argonne 的APS收集到的对 Taspase 1的见解将帮助科学家设计针对 Taspase 1在抗癌中的独特结构特征的新疗法。
这项研究的资金由美国国家癌症研究所 ( NCI ) 提供;GM / CA在APS被资助NCI和普通医学科学研究所(无论是在健康(全国学院NIH)); LS-CAT由密歇根经济发展公司和密歇根技术三走廊资助;该APS被资助的美国能源部科学办公室。
关于高级光子源
美国能源部科学办公室位于阿贡国家实验室的先进光子源 ( APS ) 是世界上最高效的 X 射线光源设施之一。该APS提供高亮度X射线束在材料科学，化学，凝聚态物理，生命与环境科学与应用研究中心研究人员组成的多样化的社区。这些 X 射线非常适合探索材料和生物结构;元素分布;化学、磁性、电子状态;以及从电池到燃油喷射器喷雾的各种具有重要技术意义的工程系统，所有这些都是我们国家经济、技术和身体健康的基础。每年，超过5 ,000研究者使用APS，以产生超过2，000出版物详述有影响的发现，并且解决更重要生物蛋白结构比任何其他透视光源研究设施的用户。APS科学家和工程师创新技术，这是推进加速器和光源操作的核心。这包括产生研究人员珍视的极亮 X 射线的插入设备、将 X 射线聚焦到几纳米的透镜、最大限度地提高 X 射线与所研究样品相互作用方式的仪器，以及收集和管理APS发现研究产生的大量数据。
这项研究的先进光子源，在美国的使用资源DOE科学办公室的用户工具的操作DOE科学合同号办公室由美国阿贡国家实验室DE-AC 02 - 06 CH 11357。阿贡国家实验室寻求解决紧迫的国家科学技术问题。作为美国第一个国家实验室，阿贡几乎在所有科学学科中开展前沿的基础和应用科学研究。阿贡的研究人员与来自数百家公司、大学以及联邦、州和市政机构的研究人员密切合作，帮助他们解决具体问题，提升美国的科学领导地位，并为国家更美好的未来做好准备。从以上员工60个国家，阿贡由管理UChicago阿贡，LLC在美国能源部的科学办公室。
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