细胞内蛋白质的核磁共振研究（Protein In-cell NMR），即利用核磁共振波谱方法获取活细胞内原子分辨的蛋白质结构、动态学以及相互作用信息，是近年来核磁共振波谱的前沿研究领域。近日，武汉物数所李从刚研究员带领的原位生物大分子波谱分析组在细胞内蛋白质的核磁共振研究方面获得重要进展，相关成果以VIP（Very Important Paper）形式发表在《德国应用化学》杂志上（Angew. Chem. Int. Ed.2015, DOI: 10.1002/anie.201500261）。
非洲爪蟾卵母细胞是一种广为细胞生物学研究所使用的真核细胞。在该工作中，研究人员选用了非洲爪蟾卵母细胞作为模型，以钙调蛋白及其杂合体作为研究对象，结合显微注射技术，以19F NMR作为研究手段，首次在完整的非洲爪蟾卵母细胞内直接观测到钙调蛋白随钙离子浓度的变化而发生的构象转变；在较低的钙离子浓度下，细胞内钙调蛋白也能激活MLCK（Myosin Light Chain Kinase，肌球蛋白轻链激酶，结合钙调蛋白钙离子结合态而被激活），在细胞内验证了前人提出的钙调蛋白介导的不同信号通路的激活受钙调蛋白与下游信号蛋白结合强度的调控。该研究还首次将19F赝接触位移（Pseudocontact Shifts，PCS）技术应用于获取细胞内蛋白质的结构信息，结果表明19F PCS技术可以提供细胞内蛋白质的长程结构约束信息。作者相信19F NMR方法在此对钙调蛋白的研究将可以推广到对活细胞内其他信号转导系统的研究。该研究获得了中国科技部以及国家自然科学基金的支持。
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