研究人员在蛋白质形成的行为中发现了一个惊人的异常，颠覆了长期以来关于细胞产生这些关键分子的方式的假设，并有可能更好地理解人类的衰老和神经退行性疾病。

与蛋白质可以自我重组的传统观点相矛盾的是，约翰·霍普金斯大学的生物化学家发现，大肠杆菌中大量的蛋白质不能，即使研究小组试图在实验室中用被称为“伴侣”的辅助蛋白质来修复。

这项研究的资深作者、克里格艺术与科学学院化学系助理教授斯蒂芬·弗里德说，这一发现令人震惊。他领导的这项研究最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

“如果蛋白质折叠错误，我们被告知伴侣应该能够修复它们。但有些蛋白质就像胖墩墩一样:一旦它们掉下来，所有细胞的人或马都无法将它们重新组合起来。”

Stephen炸

化学系助理教授

弗里德说:“最令人惊讶的发现是，有些蛋白质即使是伴侣也无能为力。”“如果蛋白质折叠错误，我们被告知伴侣应该能够修复它们。但有些蛋白质就像Humpty Dumpties:一旦它们掉下来，所有细胞的人或马都无法将它们重新组合起来。”

蛋白质是由称为氨基酸的较小成分组成的长链分子。所有的细胞——无论是人类的还是非人类的——都含有蛋白质，这些蛋白质执行着无数的功能，包括对抗病毒、构建组织、运行器官和产生其他类型的分子。

蛋白质的形状决定了其正常运作的能力。它们的氨基酸链“折叠”或组织成特定三维结构的方式决定了它们执行的功能。如果折叠蛋白是一串珍珠项链，那么功能蛋白看起来就像排列成球状、管状和其他各种形状和形式的结构的珍珠。

细胞内的基因突变和其他生化事故会导致蛋白质错误折叠成功能失调的结构。在人类中，蛋白质合成和折叠的错误会杀死神经元，导致阿尔茨海默氏症、帕金森症和其他与衰老有关的神经退行性疾病。但这种行为如何破坏细胞功能的细节仍不清楚。

弗里德希望这些发现有助于阐明这一过程。

弗里德说:“从几十年的蛋白质折叠研究中，我们对极少数非常简单的蛋白质有了很多了解，因为这些蛋白质适合生物物理学家擅长的实验类型。”“我们现在在该领域拥有这些非常惊人的技术，可以在一个样本中分析数万种蛋白质，但这项技术从未真正用于研究折叠。”

弗里德的实验室与宾夕法尼亚州立大学的科学家们一起，也在努力更好地理解为什么一些蛋白质不能折叠。他们的研究结果发表在《自然化学》杂志上，表明一些蛋白质只有在细胞的核糖体第一次产生它们时才能正确折叠。研究还表明，细微的突变可能会改变细胞构建和折叠特定蛋白质的速度。

弗里德还与约翰·霍普金斯大学的神经科学家米开拉·加拉格尔合作，研究大肠杆菌蛋白质的发现与有记忆丧失和其他认知障碍的老年大鼠大脑中的蛋白质的比较。他们希望这将为蛋白质折叠故障如何影响人类大脑疾病提供深入的见解。

约翰·霍普金斯大学的作者包括:Philip To, Yingzi Xia, Sea On Lee, Taylor Devlin和Karen G. Fleming。宾夕法尼亚州立大学的研究人员包括杨江、Syam Sundar Neti、Ian Sitarik、Priya Pradhan、Yingzi Xia、Squire J. Booker和Edward P. O'Brien。

这项工作得到了:NIH主任新创新者奖(DP2GM140926)，美国国家科学基金会分子与细胞生物学部门(MCB2045844)的支持。NIGMS (R01GM079440)和NIH培训补助金(T32GM008403)。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。