Nature子刊：解開蛋白質折疊的奧秘
日期：2016-04-05 09:06:55
蛋白質是生命的主力，調解著每一個生命形態中幾乎所有的生物學事件。科學家們知道蛋白質是如何組織起來的，但是蛋白質折疊——它們是如何構建的，仍然充滿了許多奧秘。延伸閱讀：PLOS報道蛋白錯折疊疾病新發現。
最近，密歇根州立大學在《Nature Chemical Biology》雜志發表的一項研究，描述了一種化學方法，可解決關于復雜蛋白質折疊過程的一些謎題。當正常運轉時，成串的氨基酸就變得秩序井然，只需一瞬間就形成三維蛋白質。但是，當它出錯時，就是許多嚴重疾病的第一步。
當錯誤發生在折疊過程中時，蛋白質就會聚集在一起，形成斑塊，如帕金森病和囊性纖維化中發現的斑塊，并導致細胞退化。理解折疊，就可能帶來相應的醫學進步，在最早的階段治療這類疾病及其他疾病。
本文資深作者、MSU化學家Heedeok Hong指出：“我們的新型工具，可以應用于分析疾病變異如何影響病理上重要的膜蛋白的結構和功能完整性。這些知識最終將有助于設計出治療方法，穩定有缺陷的膜蛋白，發揮其最優功能。”
該研究小組關注膜蛋白，是因為所有蛋白質中大約有30%是駐留在這個封裝細胞的油層中。膜蛋白執行許多生命功能，包括營養物質的吸收、廢物的分泌，維持離子平衡和傳遞神經信號。
Hong說：“盡管它們非常重要，但是我們幾乎不了解膜蛋白是如何折疊的，由于缺乏足夠的方法，研究膜蛋白質折疊一直都是很難的。”
為了解決膜的奧秘，該研究小組開發了一種新方法被稱為“空間捕獲”。首先，科學家們將兩個小分子標記附加到一個折疊形式的蛋白質上。接下來，他們加入了結合這些標記的龐大附件。這些大的附件，僅靠它們的規模，就能解開蛋白質其呈現為未折疊狀態。
這個簡單而有說服力的過程，可以測試膜蛋白的穩定性，顯示了膜蛋白是什么樣子，并揭示了構建蛋白質的單個氨基酸是如何共同發揮作用，來維持其折疊形狀的。
Hong說：“使用這種新型標記結合系統，或空間陷阱，我們的團隊能夠觀察和測試膜蛋白，而不會擾亂它們的原生環境。控制蛋白折疊和展開，同時維持它們的膜環境，一直是解決膜蛋白質折疊問題的主要方法障礙。我們已經克服了一個障礙，現在我們準備克服另一個。”
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