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测定改性蛋白质的新方法

点击:2659  添加时间:2014-09-27 15:21:00  信息来源:易展化工网
细胞通过各种各样的方式调节蛋白质的功能,包括通过修改蛋白质的结构。蛋白质可在一瞬间呈现另一种形式,不执行功能,甚至执行“错误”的功能:在人类中,折叠错误的蛋白质会导致严重的疾病,如阿尔茨海默氏症、帕金森氏综合症和囊胞性纤维症。这些蛋白质有一些也易于“感染”其他同类型的分子,并聚集成不溶性的所谓淀粉样纤维或斑块。这些淀粉样蛋白会伤害细胞和组织,使人得病。

测定改性蛋白质的新方法

细胞通过各种各样的方式调节蛋白质的功能,包括通过修改蛋白质的结构。蛋白质可在一瞬间呈现另一种形式,不执行功能,甚至执行“错误”的功能:在人类中,折叠错误的蛋白质会导致严重的疾病,如阿尔茨海默氏症、帕金森氏综合症和囊胞性纤维症。这些蛋白质有一些也易于“感染”其他同类型的分子,并聚集成不溶性的所谓淀粉样纤维或斑块。这些淀粉样蛋白会伤害细胞和组织,使人得病。

  打破束缚的方法

  直到现在,一直都缺乏相应的方法,来定量记录复杂生物样品中的结构改性蛋白质。虽然有一系列的技术可研究结构改变的蛋白质,如X射线晶体学、核磁共振光谱学和其他光谱技术,但是它们都不能用来分析复杂的生物样品。研究人员用于研究细胞中蛋白质结构变化的其他程序也有其局限性:在分析之前,必须特别地标记感兴趣的蛋白质,以使科学家们能够在样品中观察它们。然而,这种方法仅对一个样本中的一些蛋白质是可能的。

  几种方法的组合

  为了开发新的方法,研究人员将一种“老”技术与蛋白质组研究的一种现代方法相结合。首先,将常用的消化酶(如蛋白酶K)添加到样品中,这种酶可根据蛋白质结构,将蛋白质切断为更小的碎片,称为肽类。根据所发现的肽类,可以确定和量化最初存在于样品中的蛋白质。

  是什么让它如此特别:消化酶可切断在不同地方具有不同结构的同种蛋白质,从而产生不同的片段。就像指纹一样,这些片段可被很清楚地分配到蛋白质的单个结构中。

  引起帕金森症的蛋白质

  基于这种新方法,研究人员设计了一个实验来专门测量复杂的、未纯化样品(如血液或脑脊液)中“健康”和“生病”版本的α突触核蛋白。α突触核蛋白,当其结构发生改变的时候,被认为可导致帕金森症。病理结构变化与其同类聚集形成淀粉样纤维,可损害神经细胞。

  借助于实验,科学家们能够直接测量复杂样品中的致病性和非致病性α突触核蛋白的确切数量。该试验还产生了蛋白质结构的信息。

  越来越多的淀粉样变性

  随着时间的推移,α突触核蛋白的浓度无法作为生物标志物,因为帕金森症患者和正常人血液或脑脊液中的蛋白质水平太过相似。Picotti教授称:“然而,致病性和非致病性α突触核蛋白结构的比值,很有可能会随着时间变化及疾病的进展而发生变化。因为这种新方法可使我们能够测量各种各样样品中α突触核蛋白的两种结构,那么将来我们可以用它来开发这种疾病的新生物标志物。”使用这种方法也有可能发现其他的、至今仍未知的淀粉样蛋白,根据先前知识它们与疾病有关。

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