一种研究脂质生物学的综合方法

众所周知，管理细胞内脂质的蛋白质很难研究。结合结构，生物化学和计算研究，EPFL和威斯康星大学麦迪逊分校的科学家们现在已经发现了脂质结合蛋白如何在重要辅酶Q的生物合成过程中获取，选择和移动脂质“货物”。

生物脂质在细胞充满水的内部的合成和转运是生物学中长期存在的问题。大自然用来解决它的解决方案之一是使用脂质结合蛋白，它以各种方式起作用：渗透生物膜的酶，“伴侣”蛋白质，将脂质溶解在口袋中并将其转运至酶或插入它们进入膜和“提升酶” - 从膜双层部分提升脂质的酶。

最重要的脂质之一是辅酶Q(CoQ)，其作为许多不同生物体中许多酶的辅因子。CoQ的缺陷与罕见的代谢问题以及帕金森氏症和II型糖尿病等疾病有关。CoQ也是自然界中最疏水(“水憎”)的分子之一，位于线粒体膜深处，并参与其产生能量的工作。

与CoQ生物合成相关的表征不佳的蛋白质是称为COQ9的脂质结合蛋白。这种蛋白质似乎在这一途径中至关重要，因为许多生物体中COQ9功能的丧失导致严重的CoQ缺乏 - 具有上述所有问题。尽管如此，我们仍然不知道COQ9结合哪种脂质，或者它们如何进入它们，或者甚至不知道它们如何结合它们帮助其他酶制备CoQ。

来自EPFL生物工程研究所的Matteo Dal Peraro实验室的科学家与威斯康星大学麦迪逊分校的David Pagliarini实验室合作，使用综合方法将结构，生物化学和计算研究结合起来研究COQ9如何与之结合并与之相互作用脂类。

该研究表明，COQ9与芳香族异戊二烯脂质结合，并在其末端通过两亲性(水爱和阴影)螺旋进入膜。这两种功能似乎对蛋白质在CoQ生产中的生物学作用至关重要。科学家还发现COQ9可能与COQ7途径的酶相互作用，后者催化CoQ生物合成的倒数第二步。

来自该研究的数据显示COQ9通过从线粒体内膜的小叶获得CoQ中间体而实现CoQ的生物合成。从那里，COQ9将这些中间体提供给生物合成酶。

“总体而言，我们的分析将COQ9作为自然界如何使用外周脂质结合蛋白来克服疏水性挑战的新模型，”Dal Peraro说。“这些关于蛋白质如何获取，结合和呈递疏水配体的见解也可能为治疗难以补充的脂质缺乏症的新策略提供信息，包括许多与CoQ相关的疾病。”

此外，科学家使用的综合方法可以作为研究其他脂质结合蛋白或脂质代谢或信号通路的模型，其在膜 - 水界面的精细功能调节在历史上具有挑战性。