PNAS：ALS是一種蛋白質聚集疾病
日期：2014-10-27 08:54:40
最近，康奈爾大學的化學研究人員，利用一種技術闡釋單個蛋白的微妙變化，對肌萎縮側索硬化癥（ALS）的根本原因，提出了新的見解。
康奈爾大學化學和生物化學系教授Brian Crane，指導了這項研究，隨后他和物理化學教授Jack Freed，以及康奈爾大學國家先進ESR技術生物醫學中心副主任Petr Borbat一起，開發了一種光譜分析法，檢測溶液中含銅蛋白質的細微變化。
第一項研究，證明了脈沖兩極電子自旋共振（ESR）光譜學技術的原理，于2014年10月7日發表在《Biophysical Journal》雜志；第二項研究，利用這種技術和其他技術，將ALS癥狀與蛋白質聚集聯系起來，是與斯克里普斯研究所的合作者共同完成，發表在2014年10月14日的《PNAS》雜志。
ALS是一種復雜的神經退行性疾病，也常有遺傳因素?？茖W家很早就知道其中一個罪魁禍首基因，編碼“超氧化物歧化酶1”（SOD1）——一種關鍵的含銅酶，這種酶可通過破壞自由基，保護細胞免受氧化損傷。
Crane說，科學家們推測，ALS是一種與神經元氧化損傷有關的疾病，這種假設可能仍然是真實的。但是他和同事們對另一個假說提出了強有力的證據：SOD1突變可通過破壞SOD1蛋白結構，引起ALS。這會導致蛋白質的運動增加，Crane將其比作“呼吸”。這種運動促使蛋白質聚集或集合在一起，這是對健康細胞有害的一個事件。
Crane說：“ALS，通過這種形式，似乎是一種蛋白質聚集疾病，很像阿爾茨海默氏病和帕金森氏病。”
很長一段時間以來，人們已經研究了SOD1突變以試圖理解ALS，但是研究發現，正常蛋白質和突變蛋白質的性能是非常相似的。通過利用ESR光譜學，科學家們首次看到了二者之間明確的差異。Crane說，通過用其他方法驗證，研究人員表明，蛋白質的動態戲劇性地被突變所改變，它們表現出聚集的傾向。
在《PNAS》這篇論文中，X射線散射也被用來研究蛋白質結構變化和彼此相互作用的能力。研究人員發現，蛋白質聚集的水平與ALS癥狀的嚴重程度相關。
Crane說，他們的結論指出了一種可能性，即ALS更有可能與毒性聚集有關，可能與突變對SOD1活性的影響更少相關。ALS是一種遲發性疾病，患者在生命中后期受其影響。他說：“SOD1的散發突變，是由自然過程引起，但是，它們是否會真正產生這種疾病，仍不清楚。”
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