人类血管紧张素转换酶全长结构的首次测定

最近，开普敦大学(UCT)的研究人员首次使用Cryo-EM确定了人类血管紧张素转换酶(ACE)的全长结构。ACE是一种调节血压的蛋白质，对心脏健康至关重要。这项关于ACE结构和动力学的新研究为改善抗高血压和心脏病治疗的药物设计铺平了道路。研究论文发表在近期《EMBO杂志》。

ACE是治疗高血压和心血管疾病的关键靶点，因为ACE产生的血管紧张素II会导致血管收缩和血压升高。它是心力衰竭、心脏病发作、肾病、中风和失明的主要风险因素。它通常没有症状，被称为“沉默的杀手”。因此，人们迫切需要对致命心脏病和其他慢性疾病的可持续解决方案。

ACE(蛋白质的拷贝)的单体形式很有趣，因为它由两个结构相似但功能不同的结构域连接。它也以功能相关二聚体的形式存在(研究中观察到的相互作用的两个蛋白质拷贝)。ACE不同部分之间的通讯影响其功能和药物结合特性，这对治疗药物的设计至关重要。

研究人员表示，在临床上，ACE抑制剂被推荐作为治疗高血压的一线药物之一，但它们非选择性地针对ACE的单体和二聚体区域，因此在一些患者中引起副作用。这项研究的发现独特地揭示了ACE的高度动态特性及其不同区域间二聚化和通讯的机制。

ACE蛋白是在实验室里生产的。为了获得完整的结构，研究人员将蛋白质快速冷却到-180，并在电子显微镜单元(EMU)的玻璃状水膜中捕捉到不同的构象，然后使用Titankrios显微镜对ACE进行高分辨率成像。

"近年来发展起来的冷冻显微镜图像处理方法对分析这些结构非常重要."该研究的第一作者Lizel Lube博士解释道，“我们通过广泛的分类来计算和分离图像，这相当于‘数字纯化’，因为生化方法未能分离ACE的单体和二聚体。然后，我们可以专注于结构的不同部分来解析这两个ACE结构。”