維生素B12工作的3D圖像

維生素B12標(biāo)示會(huì)出現(xiàn)在你的麥片盒和維生素瓶的一側(cè)上。維生素B12像所有其他維生素和礦物質(zhì)一樣，是飲食中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

但是，維生素B12是什么時(shí)候進(jìn)入到你身體內(nèi)的呢，這項(xiàng)新的研究表明維生素B12會(huì)變成一個(gè)“體操運(yùn)動(dòng)員”。

據(jù)密歇根大學(xué)健康系統(tǒng)和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家zui近發(fā)表在《自然》雜志上的研究論文表明，他們已經(jīng)獲得了*維生素B12及其伴侶分子扭轉(zhuǎn)的3-D圖像。蛋白扭轉(zhuǎn)是甲基轉(zhuǎn)移的的關(guān)鍵一步反應(yīng)。

這種反應(yīng)對(duì)于無論是人體細(xì)胞還是細(xì)菌細(xì)胞消耗二氧化碳和一氧化碳都是至關(guān)重要的。這些細(xì)菌包括生活在人類、牛和其他動(dòng)物內(nèi)臟中有助于消化的細(xì)菌。這項(xiàng)新的研究對(duì)生活在混濁的池塘底部的消耗二氧化碳的細(xì)菌中維生素B12復(fù)合物展開研究。

研究團(tuán)隊(duì)產(chǎn)生的3-D圖像揭示了B12發(fā)揮其生物學(xué)基本功能的錯(cuò)綜復(fù)雜的分子機(jī)制。他們揭示了這一反應(yīng)為一多階段的過程，研究人員發(fā)現(xiàn)多階段的過程涉及到一個(gè)精制的蛋白框架，這一關(guān)鍵反應(yīng)的復(fù)雜機(jī)制令研究人員甚是驚訝。

生物化學(xué)教授Ragsdale解釋說：如果沒有B12和其伴侶分子B9（又稱葉酸）參與單碳單位轉(zhuǎn)移，心臟疾病和出生缺陷的可能性很大。同樣，依靠這種反應(yīng)的細(xì)菌將無法消耗二氧化碳或一氧化碳來生存。

這種細(xì)菌叫厭氧菌，這一反應(yīng)使生物體靠一氧化碳生活，而二氧化碳是一個(gè)直接關(guān)系到氣候變化的溫室氣體。 Ragsdale指出目前工業(yè)上在利用Wood-Ljungdahl途徑去生成液體燃料和化學(xué)品。

在得到的圖像中，科學(xué)家們揭示了分子是如何復(fù)雜扭動(dòng)成多個(gè)構(gòu)象的，首先是激活，然后進(jìn)行對(duì)維生素B12分子催化。他們已經(jīng)分離出Moorella thermoacetica細(xì)菌的這類蛋白復(fù)合物。

圖片由強(qiáng)烈的X射線光束照射蛋白質(zhì)復(fù)合體的結(jié)晶形式產(chǎn)生，每個(gè)原子內(nèi)部的位置被確定。

作者指出：這篇論文使得我們進(jìn)一步了解了這種微生物過程中關(guān)鍵步驟之一的顯著的構(gòu)象運(yùn)動(dòng)，這一步驟包括一系列有機(jī)中間體的生成，生產(chǎn)的有機(jī)中間體導(dǎo)致關(guān)鍵代謝中間物的生成——乙酰輔酶A。

麻省理工學(xué)院、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所、文章主要作者Catherine L. Drennan的在澳大醫(yī)學(xué)院的博士補(bǔ)充說：我們預(yù)計(jì)這種B族維生素之間的甲基轉(zhuǎn)化必須涉及某些類型的構(gòu)象變化。

除了Ragsdale和Drennan，研究團(tuán)隊(duì)還包括*作者麻省理工學(xué)院的Yan Kung、文章合著者麻省理工學(xué)院的Nozomi Ando，前麻省理工學(xué)院的研究人員Tzanko Doukov等人。