蛋白質折疊的細胞密碼破解 有望為治療多種疾病開辟新途徑
科技日報北京12月5日電(記者張夢然)人們(men) 通常認為(wei) ,疾病是由異物(細菌或病毒)入侵人體(ti) 引起的,但影響人類的數百種疾病,其實是由細胞蛋白質生成錯誤引起的。美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校領導的團隊最近利用尖端技術,破解了基於(yu) 碳水化合物的代碼,該代碼控製某些蛋白質的正常形狀,而正常的蛋白質形狀才能使人體(ti) 保持健康。研究發表在最新一期《分子細胞》雜誌上。
科學家曾認為(wei) ,控製生命的唯一密碼是DNA,但近幾十年來,人們(men) 認識到還有其他代碼在起作用,特別是在構建複雜折疊的分泌蛋白方麵,這些蛋白在人類細胞的蛋白質工廠內(nei) 質網(蛋白質折疊開始的地方)中產(chan) 生。大約7000種不同的蛋白質(占人體(ti) 所有蛋白質的1/3)在內(nei) 質網中製造。分泌蛋白質負責從(cong) 人體(ti) 的酶到免疫和消化係統的一切,必須正確折疊才能使人體(ti) 正常運作。
而一種稱為(wei) “伴侶(lv) ”的特殊分子,有助於(yu) 將蛋白質折疊成最終形狀,同時其還能識別錯誤折疊,並在它們(men) 造成損害之前“解決(jue) ”它們(men) 。
“伴侶(lv) 係統”的發現,歸功於(yu) 糖蛋白組學和質譜分析,但研究人員希望其還能夠回答25年來一直懸而未決(jue) 的問題:“伴侶(lv) ”如何知道7000種不同的蛋白質折疊哪些是正確的?
此次研究給出的答案,涉及一種被稱為(wei) UGGT的“內(nei) 質網守門人”酶,以及一係列稱為(wei) N-聚糖的碳水化合物標簽,這些標簽與(yu) 蛋白質氨基酸序列中的特定位點相連。
研究人員使用CRISPR編輯後的細胞修改了“伴侶(lv) ”網絡,同時開發了創新的糖蛋白組學技術。他們(men) 發現,UGGT酶把糖放置在特定位置來“標記”錯誤折疊的蛋白質。這是一種代碼,“伴侶(lv) 係統”可讀取它,接著準確確定折疊過程中出現問題的位置以及如何修複。
這一結果為(wei) 最終治療由錯誤折疊蛋白質引起的數百種疾病打開了大門。
【總編輯圈點】
蛋白質折疊是個(ge) 迷人的課題。在行使功能時,蛋白質會(hui) 在短時間內(nei) 折疊成特定的三維結構。對蛋白質結構的解析和預測,可以幫助人們(men) 在分子層麵理解生命活動的機理。人們(men) 已經發現,伴侶(lv) 係統能指導蛋白質折疊成最終形狀,還能識別錯誤的折疊並加以修複。本文研究發現,UGGT酶把糖放置在特定位置來“標記”錯誤折疊的蛋白質,伴侶(lv) 係統可讀取這段代碼。很多疾病恰恰是由錯誤的折疊引起,了解伴侶(lv) 係統如何識別錯誤,也就為(wei) 人類解決(jue) 類似問題開辟了道路。
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