我们体内的细胞不断地分裂和更新。但如果分裂出错，就会导致癌症或其他疾病。现在，康涅狄格大学的研究人员已经描绘了两种对健康细胞分裂至关重要的难以捉摸的蛋白质。他们的研究结果发表在12月20日的《自然》杂志上。

分裂的细胞就像芭蕾。许多不同的舞者在舞台上表演不同的角色。如果没有编舞，芭蕾舞就会陷入混乱。

在细胞分裂过程中，酶控制着部分精确的编排。康涅狄格大学医学院的研究人员对一种磷酸酶特别感兴趣。这种磷酸酶必须在细胞分裂的早期活动中发挥作用，但在随后的过程中起着关键作用。

两种蛋白质阻断磷酸酶，使其在行动开始前保持无害。这些被称为FAM122A和ARPP19的蛋白质可能在某些类型的癌症和其他细胞分裂疾病中发挥关键作用。但这两种蛋白质极难研究。

“这是两种没有形态的蛋白质，被称为内在无序蛋白质。它们就像动态的面条，”沃尔夫冈·佩蒂(Wolfgang Peti)说，他是医学院的化学生物学家。但即使是这些蛋白质，形状也是至关重要的。当它们与磷酸酶结合时，FAM122A和ARPP19的姿势就像芭蕾舞演员的阿拉伯式舞一样精确。但直到现在，还没有人抓到他们。

现在，Peti，第一作者Sathish Padi和他们的同事可以报告说他们已经。研究人员在《自然》杂志的文章中描述了FAM122A和ARPP19与磷酸酶PP2A:B55结合时的结构。现在他们知道了蛋白质是如何与磷酸酶结合的，他们可以检查在癌细胞中观察到的突变，看看突变蛋白质的结合是更弱还是更强，这反过来影响细胞分裂的速度。例如，加速分裂可能会使癌症生长得更快。

获得FAM122A和ARPP19与PP2A:B55结合时的结构是很困难的。首先，研究小组对液体溶液中的蛋白质进行了核磁共振(NMR)，以观察它们的一般分子结构——它们的原子是如何相互连接的。但是溶液中的蛋白质是松软的，没有形状的。为了了解FAM122A和ARPP19阻断磷酸酶活性，研究小组使用低温电子显微镜拍摄了蛋白质与磷酸酶PP2A:B55结合时的冷冻照片。

重建蛋白质的形状是非常困难的，为了成功地重建蛋白质的形状，需要花费大量的蛋白质，在五年的时间里，从数百升哺乳动物细胞中精心提纯蛋白质，以及超过200万张图像。

但现在他们知道了这些结构，研究人员有了一个强大的工具。

佩蒂说:“现在，我们可以从癌细胞中提取突变，将它们插入这种蛋白质的结构中，立即知道蛋白质的功能是如何变化的。”

研究人员目前正在研究其他在细胞生长和分裂周期中活跃的磷酸酶，以更好地了解它们。