背 景 近期，科学家发现一种由交替的 D, L-氨基酸和独特的噻唑烷杂环组成的新型环七肽——Lugdunin，它是由鼻腔和皮肤共生的路邓葡萄球菌产生的。Lugdunin 对包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）在内的多种革兰氏阳性菌具有显著的抗菌活性，它能通过耗散靶细菌的膜电位，特异性地抑制靶细菌。然而，其作用机制仍不明确。
摘 要 本研究通过体外方法揭示了 Lugdunin 快速破坏细菌膜电位的机制。该肽大量存在于类似于革兰氏阳性菌膜的脂质成分中，但在含有真核生物膜成分胆固醇的脂质成分中较少。通过 ATR-FTIR 光谱和分子动力学模拟证明，在插入过程中，Lugdunin 通过形成肽纳米管形成氢键反平行 β-折叠。在黑色脂质膜上的电压钳实验表明，这些亲水纳米管不仅有利于质子的转移，而且也有利于一价阳离子的转移。研究结果证明，Lugdunin 可以通过复杂的堆叠机制自发形成的肽通道，导致细菌细胞膜电位的耗散。
关 键 词 细菌膜电位；Lugdunin；肽通道
HORIBA 技 术 本文使用了HORIBA FluoroMax-4 科研级荧光光谱仪检测所有色氨酸荧光光谱。利用色氨酸残基的内源荧光特性，研究人员可以分析 Lugdunin 在水和膜相之间的分配及其在脂质双层中的位置。
Dominik Ruppelt, et al. The antimicrobial fibupeptide lugdunin forms water-filled channel structures in lipid membranes[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 3521.
背 景 噬菌体蛋白 Paratox（Prx）通过直接结合信号受体和转录因子 ComR 来阻断链球菌宿主的群体感应，降低了链球菌摄取环境 DNA 的能力，并通过重组保护噬菌体 DNA 免受损伤。过去对 Prx:ComR 分子间相互作用的研究表明，paratox 与 ComR 结合时会形成有序的球状折叠。然而，溶液状态的生物物理研究表明，Prx 可能是构象动态的。
摘 要 本研究表明，在稀的缓冲液条件下，Prx 是一种固有无序蛋白。添加亲液盐或蛋白稳定渗透剂可以诱导 Prx 折叠。然而，这种折叠不同于 Prx 与 ComR 结合时采用的构象。研究还通过稳态荧光和停流动力学表征了 Prx 的折叠热力学和折叠动力学。结果表明，Prx 在稀溶液中是一个高度动态的蛋白，在10 ms 的时间尺度内进行折叠和重折叠。总的来说，本研究结果表明，链球菌噬菌体蛋白 Prx 是一种固有无序蛋白，处于折叠形式的二态平衡中。在链球菌中，Prx 通过构象选择和诱导匹配结合机制结合并抑制 ComR，从而抑制群体感应。
关 键 词 噬菌体蛋白；Paratox；固有无序蛋白；蛋白质折叠；溶剂效应
HORIBA 技 术 本文使用了 HORIBA Fluorolog-3 科研级荧光光谱仪表征噬菌体蛋白的稳态荧光光谱。结合圆二色谱、NMR 研究 Prx 的折叠热力学，证明 Prx 为固有无序蛋白。
Iman Asakereh, et al. The Streptococcus phage protein paratox is an intrinsically disordered protein[J]. Protein science, 2024, 33(6): 5037.
背 景 自然光合作用系统通过使用一种特殊的叶绿素分子对来耦合光捕获与电荷分离，这种分子被称为“特殊偶对”，它接收激发能量并启动电子转移级联反应。
摘 要 为了独立研究特殊偶对的光物理特性，并作为创建用于新能量转换技术的人工光合作用系统的第一步，本研究设计了C₂-对称性的蛋白质，这些蛋白质将两个叶绿素分子紧密并列排列。X射线晶体衍射实验证明，其中一个设计的蛋白质以与天然特殊对相同的方式结合两个叶绿素，而另一种设计的蛋白质则将它们置于以前未见过的几何结构中。光谱学分析表明叶绿素之间存在激子耦合，荧光寿命成像则证明了能量转移的发生。此外，设计的24个叶绿素八面体纳米笼的冷冻电镜结构与设计模型高度一致，每个边缘都有一个特殊偶对。这些结果表明，利用当前的计算方法设计人工光合作用系统是可行的。
关 键 词 蛋白质设计；叶绿素特殊偶对；激子耦合
HORIBA 技 术 本文使用了 HORIBA Fluorolog-QM 稳瞬态模块化荧光光谱仪表征所设计蛋白质的荧光光谱和量子产率。上述结果与吸收法、圆二色谱等分析方法一起证明了所设计的蛋白质具有激子耦合的特性。
Nathan M. Ennist, et al. De novo design of proteins housing excitonically coupled chlorophyll special pairs[J]. Nature Chemical Biology, 2024.20: 906–915.
背 景 肌动蛋白是各种临床疾病的指征，其变化会对细胞骨架和再生过程产生重大影响。垂体腺苷酸环化酶激活多肽（PACAP）是一种神经肽，具有强大的神经保护作用和显着的治疗潜力。它在神经系统和内分泌器官中含量丰富，通过影响肌动蛋白在神经元分化和迁移中发挥作用。
摘 要 本研究旨在阐明 PACAP 在肌动蛋白调节中的作用、对肌动蛋白纤维形成的影响以及潜在的调控机制。本文探究了 PACAP27、PACAP38和 PACAP6-38 与肌动蛋白单体的结合，通过荧光光谱和稳态荧光各向异性进行分析。与 PACAP27不同，PACAP38和 PACAP6-38显著降低了标记有 Alexa488 的肌动蛋白单体的荧光发射强度，并增加了它们的各向异性，表现出几乎相同的解离平衡常数。PACAP27对球状肌动蛋白（G-actin）的结合较弱，而 PACAP38和 PACAP6-38则表现出强烈的相互作用。PACAP27不影响肌动蛋白结合，但 PACAP38和 PACAP6-38加速了肌动蛋白的结合动力学过程。荧光猝灭实验证实了 PACAP 结合后结构的变化。然而，所有研究的 PACAP 片段表现出相同的效应。我们的研究结果表明， PACAP38和 PACAP6-38强烈结合 G-actin，并显著影响肌动蛋白的结合。需要进一步研究以全面了解这些相互作用的生物学意义。
关 键 词 PACAP；肌动蛋白；荧光光谱；细胞骨架重组；生物标志物；创伤性脑损伤
HORIBA 技 术 本文使用了 HORIBA Fluorolog-3 科研级荧光光谱仪表征被 Alexa488NHS 标记的 G-肌动蛋白的稳态荧光。
Roland Gábor Vékony, et al. Exploring the Role of Neuropeptide PACAP in Cytoskeletal Function Using Spectroscopic Methods.[J]. International journal of molecular sciences, 2024, 25(15): 8063.
背 景 肌动蛋白同源物在生命的多个关键领域中扮演着至关重要的角色，如 DNA 分配、细胞分裂和细胞形状决定。与细菌和真核生物相似，古菌的基因组也编码肌动蛋白同源物。然而，目前对这些古菌肌动蛋白同源物在体内动态和细胞功能方面的了解仍然相对有限。
摘 要 本研究识别并表征了 Salactin，这是一种在嗜盐古菌 Halobacterium salinarum 中发现的肌动蛋白同源物。通过活细胞时间推移成像，发现 Salactin 形成动态且不稳定的丝状结构，这些结构沿细胞极不断生长和缩短。与其他动态不稳定聚合物相似，Salactin 单体在生长的丝状结构末端被添加，其 ATP 结合的临界浓度明显低于 ADP 结合的浓度。在低磷生长条件下，当 H . salinarum 的染色体拷贝数受到限制时，缺乏 Salactin 的细胞表现出 DNA 分布的紊乱。综上所述，研究认为 Salactin 或许参与某种未知的染色体分离过程。
关 键 词 肌动蛋白；古细菌；细胞骨架；DNA 分离；动态不稳定
HORIBA 技 术 本文使用了 HORIBA Fluorolog-3 科研级荧光光谱仪测量蛋白质溶液在315 nm 处的 90° 散射，以观察是否有聚合物形成的信号。
Jenny Zheng, et al. Salactin, a dynamically unstable actin homolog in Haloarchaea[J]. mBio, 2023, 14 (6): e0227223.
学术简讯栏目旨在帮助光谱技术使用者时时掌握最新发表的科学研究前沿资讯。我们将每周给您推送新增学术论文：包括但不限于主流期刊 Nature index、ACS、RSC、Wiley、Elsevier 等，帮助您了解全球范围用户使用 HORIBA 光谱技术的新动态，为您的科学研究提供新思路，激发学术灵感。
更多光学光谱文献
欢迎访问Wikispectra
HORIBA 所发布内容（含图片）来源于文章原创作者或互联网转载，目的在于传递更多信息用于分享，供读者自行参考及评述。文章版权、数据及所述观点归原作者或原出处所有，本平台未对文章进行任何编辑修改，不负有任何法律审查注意义务，亦不承担任何法律责任。若有任何问题，请联系原创作者或出处。
