您所在的位置:首頁(yè) > 腫瘤科醫學(xué)進(jìn)展 > Cell:德國科學(xué)家揭示蛋白質(zhì)折疊新機制
蛋白質(zhì)的結構對于其功能至關(guān)重要,它們對幾乎所有的重要生命過(guò)程負責。
現在,來(lái)自馬克斯普朗克生物化學(xué)研究所(MPIB)的科學(xué)家們在《細胞》(Cell)雜志上報告稱(chēng),他們發(fā)現,迄今為止未知的一連串反應是新生成的蛋白質(zhì)獲得其正確結構的必要條件。研究人員表示:“我們發(fā)現在這一機制中,蛋白質(zhì)折疊并非是整塊完成,而是經(jīng)歷了許多快速的中間步驟。由于這種作用模式能夠更好地利用能量,其不僅確保了蛋白質(zhì)正確折疊,且速度比以前認為的要快得多。”
蛋白質(zhì)是細胞中的主力分子,對包括代謝、信號傳導、決定細胞形狀等幾乎所有的生物功能負責。但在它們執行各種任務(wù)之前,這些鏈狀分子必須首先采納一種復雜的三維構象。事實(shí)上,在錯誤的折疊事件中,蛋白質(zhì)往往無(wú)法履行自己的職責,甚至往往簇集在一起形成聚集物,轉而導致如阿爾茨海默氏癥或帕金森病一類(lèi)的嚴重疾病。為了避免這種情況發(fā)生,稱(chēng)作為伴侶分子(chaperone)的特化蛋白幫助了其他的蛋白質(zhì)采納適當的形狀。
細菌伴侶蛋白 GroEL 和 GroES 是體現這一原理的一個(gè)極好的范例:它們構建出一種籠形結構,將新的、尚未折疊的蛋白質(zhì)裝入其中,由此確保了這些蛋白能夠正確折疊。然而,到目前為止研究人員尚不清楚這一過(guò)程完成的確切方式。研究人員表示:“我們的研究結果表明,伴侶蛋白不僅阻止了蛋白質(zhì)聚集,還大大加速了折疊過(guò)程。令人驚訝地是,伴侶蛋白是通過(guò)改變折疊的機制來(lái)實(shí)現此功能的:并非是大規模整塊折疊,蛋白質(zhì)是在一系列小規模、快速的步驟中獲得了它的最終結構——就像精巧快速的折紙手工。”
研究人員認為分解這一反應有可能使得它更好地利用了能量,轉而促使速度加快。因此,這一折疊過(guò)程是在幾秒鐘而非幾分鐘的時(shí)間內完成。
這一過(guò)程第一次證實(shí)了伴侶蛋白不僅可以被動(dòng)地阻止聚集,還充當活化的折疊籠催化了這一折疊過(guò)程。其導致的高速折疊機制具有特別的生物意義,因為通過(guò)這種方式蛋白質(zhì)以比生成更快的速度完成折疊。因此,可以避免尚未折疊或錯誤折疊的蛋白質(zhì)積壓以及隨之的災難性后果。
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