Science丨从头设计蛋白WRAPs——轻松解决膜蛋白的溶解与结构测定难题

膜蛋白在细胞信号传导、病原体感染及药物反应中发挥核心作用，但因其疏水表面导致在脱离膜环境后极不稳定，传统依赖去垢剂的提取方法繁琐且易损害蛋白稳定性。该研究由华盛顿大学David Baker团队进行，旨在开发一种无需改变天然序列就能溶解膜蛋白的通用设计方法。研究团队设计了遗传编码的从头设计蛋白WRAPs，通过包裹膜蛋白的疏水表面，使其在无去垢剂条件下保持热稳定性和水溶性。WRAPs成功应用于单体和寡聚的β-桶状外膜蛋白及多次跨膜的α-螺旋蛋白，并通过冷冻电镜解析了分枝杆菌孔蛋白的结构，分辨率达2.95。此外，利用WRAPs生成了梅毒螺旋体抗原的可溶性版本，为疫苗开发提供了可能。结论表明，WRAPs技术无需修改天然序列，能维持膜蛋白的结构完整性和关键功能位点，为生化表征、结构解析、药物发现及疫苗设计提供了新型解决方案。