本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
我明天要做一个期刊俱乐部报告，届时我将在实验室用PPT的形式剖析一篇论文。这是一篇短小精悍的论文，但它确实提出了一些有趣的观点，并且也是科学家探索特定蛋白质工作原理的一种非常常见方式的绝佳范例。有很多方法可以做到这一点，但这是一种非常常见的方法，如果一切顺利，它可以产生非常好的结果。
第一阶段：找到你的基因
所有蛋白质都有一个特定的基因编码它们，一般来说，一个基因会编码一个蛋白质。在我正在看的这篇论文中，研究人员拥有许多基因，这些基因编码产生gliotoxin所需的所有酶；gliotoxin 是一种由烟曲霉（Aspergillus fumigatus），又名浴室里的黑霉菌，产生的有毒物质。
关于支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
第二阶段：了解你的基因的功能
做到这一点的最简单快捷的方法是将目标基因与许多其他基因进行比较。在这篇论文中，研究人员正在研究 GliG 基因。通过使用计算机软件（即旨在比较基因的程序，例如 BLAST），他们找到了所有与 GliG 相似的其他基因。结果表明，GliG 与许多其他与含硫化合物结合的基因有关。
第三阶段：敲除你的基因
探索蛋白质功能的最常见方法之一是移除产生该蛋白质的基因，然后观察生物体停止做什么。遗传学家经常这样做。当您敲除 GliG 基因时，您不会得到 gliotoxin，这很高兴知道，但不是特别具体。更仔细的检查表明，虽然您没有得到太多 gliotoxin，但您确实得到了很多可能转化为 gliotoxin 的产物，但缺少一个重要的东西。它们缺少硫。
第四阶段：分离你的蛋白质
因此，在这个阶段，研究人员对 GliG 的作用有了相当好的了解，但现在是时候开始实际详细研究蛋白质了。为此，您必须获得一个样本并将其分离出来。最好的方法是获取 GliG 蛋白质的基因，将其连接到一个易于分离的基因（相当于在蛋白质上连接一个环，然后用钩子将其拉出），然后将其放入细菌中。细菌通常会大量产生这种蛋白质，然后您可以捣碎细菌细胞并拉出您分离的蛋白质。
第五阶段：对你分离的蛋白质进行实验（体外研究）
一旦你有了分离的蛋白质，你就可以自由地探索它了！如果你有足够的蛋白质，你可以使用各种方法来观察分子结构。你可以向蛋白质中添加物质并观察它的反应，你可以测试它在不同温度下的稳定性，它是否与任何物质结合等等。所有这些技术都值得单独写博客文章，对于研究蛋白质结构和功能的生物化学家来说，它们是这项工作的主要部分，而所有其他阶段都只是通往珍贵蛋白质的初步步骤。
那么 GliG 蛋白质呢？通过观察它反应的底物，以及用于结合的结构域，他们确定其最可能的作用是将硫连接到 gliotoxin 的前体上。然后还有几种蛋白质（想象力丰富地命名为 GliI、GliJ 和 GliT），它们将前体转化为最终产物：gliotoxin。
---
Scharf DH, Remme N, Habel A, Chankhamjon P, Scherlach K, Heinekamp T, Hortschansky P, Brakhage AA, & Hertweck C (2011)。一种专用的谷胱甘肽 S-转移酶介导 gliotoxin 生物合成中的碳-硫键形成。《美国化学学会杂志》，133 (32), 12322-5 PMID: 21749092