本文转载自“结构生物学高精尖创新中心”。这之后，肿瘤检测不惧未来，敢打敢拼，在市场上赢得了一次又一次的掌声。
在人体结缔组织中胶原蛋白和弹性蛋白是细胞外基质主要的结构蛋白；由二者构成的胶原纤维与弹性纤维广泛分布于肌腱、韧带、皮肤、血管调节着细胞外基质的张力及弹性在组织间行使着连接、支持和保护的作用。胶原纤维和弹性纤维是由各自的单体蛋白通过分子间交联组装形成的。尽管在不同组织中纤维的构成和交联模式不尽相同但交联的位点均发生于分子表面的赖氨酸残基之间。交联的起始步骤需要赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化脱氨形成高反应活性的醛基进而通过醛-氨或醛-醛之间的自发反应形成分子间交联。lox蛋白正是催化交联起始步骤的关键酶因此该家族蛋白对于胶原纤维、弹性纤维的形成以及结缔组织的发育有着极为重要的影响。此外越来越多的研究表明lox家族蛋白的异常表达与组织纤维化以及乳腺癌细胞的转移密切相关。
a：ltq及其介导的生化反应；b：loxl晶体结构 ( - nq)
lox家族包含个分泌蛋白其基因在上世纪九十代相继得到克隆。家组成员之间n端结构域的保守性较低而c端催化结构域则高度保守。值得一提的是催化结构域中含有两个对酶活性至关重要的辅助因子：(ltq) 以及铜离子。者是由lox蛋白自身的两个保守氨基酸残基 以及 经翻译后的氧化、交联形成的一种醌基它在脱氨反应过程中起着还原力传递的中间体作用。ltq的形成是一个自催化过程；而铜离子则是该过程中的关键因子。
尽管lox蛋白具有十分重要的生理功能以及疾病关联性但多以来该家族蛋白尚无任何结构得以解析。施一公教授课题组所报导的人源loxl晶体结构则填补了这一空白。在结构中loxl的铜结合位点被锌离子所占据阻断了ltq的形成；而铜离子的引入则可以显著的激活loxl并促进ltq的形成表明该结构所呈现的是一种锌离子结合下的体状态。值得注意的是结构中ltq的两个体氨基酸之间呈现 ?的距离表明loxl在ltq形成的过程中可能会发生一定的构象变化；而依据现有结构通过小分子化合物或抗体来阻断loxl的激活则是一种可能的药物设计思路。总结而言该结构的解析有助于初步理解此类蛋白酶的结构与功能关系并为后续的结构研究及药物研发提供基础和支持。
清华大学生命科学学院博士生张曦为本文的一作者施一公教授和刘旻昊博士为本文的共同通作者。本研究感谢范仕龙老师、邓海腾老师、张文浩等提供的帮助。本研究工作得到了清华大学结构生物学高精尖创新中心、国家蛋白质科学研究北京设施清华基地、清华-北大生命联合中心以及国家自然科学基金的大力支持。