本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
我明天要做一個期刊俱樂部報告，屆時我將在實驗室用PPT的形式剖析一篇論文。這是一篇短小精悍的論文，但它確實提出了一些有趣的觀點，並且也是科學家探索特定蛋白質工作原理的一種非常常見方式的絕佳範例。有很多方法可以做到這一點，但這是一種非常常見的方法，如果一切順利，它可以產生非常好的結果。
第一階段：找到你的基因
所有蛋白質都有一個特定的基因編碼它們，一般來說，一個基因會編碼一個蛋白質。在我正在看的這篇論文中，研究人員擁有許多基因，這些基因編碼產生gliotoxin所需的所有酶；gliotoxin 是一種由煙麴黴（Aspergillus fumigatus），又名浴室裡的黑黴菌，產生的有毒物質。
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第二階段：瞭解你的基因的功能
做到這一點的最簡單快捷的方法是將目標基因與許多其他基因進行比較。在這篇論文中，研究人員正在研究 GliG 基因。透過使用計算機軟體（即旨在比較基因的程式，例如 BLAST），他們找到了所有與 GliG 相似的其他基因。結果表明，GliG 與許多其他與含硫化合物結合的基因有關。
第三階段：敲除你的基因
探索蛋白質功能的最常見方法之一是移除產生該蛋白質的基因，然後觀察生物體停止做什麼。遺傳學家經常這樣做。當您敲除 GliG 基因時，您不會得到 gliotoxin，這很高興知道，但不是特別具體。更仔細的檢查表明，雖然您沒有得到太多 gliotoxin，但您確實得到了很多可能轉化為 gliotoxin 的產物，但缺少一個重要的東西。它們缺少硫。
第四階段：分離你的蛋白質
因此，在這個階段，研究人員對 GliG 的作用有了相當好的瞭解，但現在是時候開始實際詳細研究蛋白質了。為此，您必須獲得一個樣本並將其分離出來。最好的方法是獲取 GliG 蛋白質的基因，將其連線到一個易於分離的基因（相當於在蛋白質上連線一個環，然後用鉤子將其拉出），然後將其放入細菌中。細菌通常會大量產生這種蛋白質，然後您可以搗碎細菌細胞並拉出您分離的蛋白質。
第五階段：對你分離的蛋白質進行實驗（體外研究）
一旦你有了分離的蛋白質，你就可以自由地探索它了！如果你有足夠的蛋白質，你可以使用各種方法來觀察分子結構。你可以向蛋白質中新增物質並觀察它的反應，你可以測試它在不同溫度下的穩定性，它是否與任何物質結合等等。所有這些技術都值得單獨寫部落格文章，對於研究蛋白質結構和功能的生物化學家來說，它們是這項工作的主要部分，而所有其他階段都只是通往珍貴蛋白質的初步步驟。
那麼 GliG 蛋白質呢？透過觀察它反應的底物，以及用於結合的結構域，他們確定其最可能的作用是將硫連線到 gliotoxin 的前體上。然後還有幾種蛋白質（想象力豐富地命名為 GliI、GliJ 和 GliT），它們將前體轉化為最終產物：gliotoxin。
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Scharf DH, Remme N, Habel A, Chankhamjon P, Scherlach K, Heinekamp T, Hortschansky P, Brakhage AA, & Hertweck C (2011)。一種專用的谷胱甘肽 S-轉移酶介導 gliotoxin 生物合成中的碳-硫鍵形成。《美國化學學會雜誌》，133 (32), 12322-5 PMID: 21749092