人类血管紧张素转换酶全长结构首次测定

近日，开普敦大学的研究团队在冷冻电子显微镜的协助下，成功了人类血管紧张素转换酶（ACE）的全长结构。这一突破性的研究为我们揭示了ACE这一对心脏健康至关重要的蛋白质的神秘面纱。相关论文已在《EMBO杂志》上发表。

ACE是调节血压的关键蛋白质，对于治疗高血压和心血管疾病至关重要。当ACE产生血管紧张素Ⅱ时，会导致血管收缩和血压升高，从而引发一系列心脏疾病。由于其潜在的重要性，人们迫切需要对ACE进行深入研究，以找到针对心脏病和其他慢性疾病的可持续解决方案。

ACE的单体形式和二聚体形式都为药物设计提供了重要的线索。单体形式由两个结构相似但功能不同的结构域连接在一起，而二聚体形式则是两个蛋白质副本相互作用的形态。ACE不同部分之间的通信直接影响其功能和药物结合特性。这使得ACE成为药物设计的重要靶点。

研究人员采用了一种先进的技术来研究ACE的结构。他们使用实验室生产的ACE蛋白，在极短的时间内将其迅速冷却到-180℃。随后，他们将蛋白质的不同构象捕获在电子显微镜单元中，并使用泰坦克里奥斯显微镜进行高分辨率成像。这种成像技术对于ACE的结构至关重要。

研究论文的第一作者丽泽尔卢贝博士解释说：“我们运用了近年开发的冷冻电镜图像处理方法，对图像进行了计算分离。这一过程就像是‘数字纯化’，因为生化方法无法分离出ACE的单体和二聚体。通过这种技术，我们能够专注于结构的不同部分，从而出ACE的单体和二聚体结构。”

这项研究的发现对于改进抗高血压和治疗心脏病的药物设计具有重大意义。更重要的是，这项研究揭示了ACE的高度动态特征以及不同区域之间发生二聚化和交流的机制。这对于开发更精准、更有效的药物至关重要。这也为未来的药物研发提供了新的方向，有望为心脏病患者带来更好的治疗选择。