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      新的分析揭示了允許某些蛋白質(zhì)感染其他蛋白質(zhì)的生物物理特性
      
			
      
				2019-04-11 15:12:25
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      斯托爾斯醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家已經(jīng)確定了被破壞的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)傳播的物理基礎(chǔ)。他們的研究結(jié)果發(fā)表在2018年7月5日的科學(xué)期刊Molecular Cell上。
      

      新的分析揭示了允許某些蛋白質(zhì)感染其他蛋白質(zhì)的生物物理特性
      

      朊蛋白是可以采用不同結(jié)構(gòu)形狀的蛋白質(zhì)，可以將自身繁殖到其他蛋白質(zhì)。朊病毒與年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病如阿爾茨海默氏癥和帕金森病有關(guān)。然而，最近的研究表明，朊蛋白對(duì)正常細(xì)胞過(guò)程也很重要，包括抵抗病毒的免疫反應(yīng)。
      

      Stowers助理研究員Randal Halfmann博士及其實(shí)驗(yàn)室成員在尋求了解究竟是什么使蛋白質(zhì)成為朊病毒的過(guò)程中，專(zhuān)注于朊病毒形成的第一個(gè)事件，稱(chēng)為成核。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種強(qiáng)大的新型基于細(xì)胞的熒光測(cè)定法，稱(chēng)為分布式Amphifluoric FRET(DAmFRET)，以確定面包酵母細(xì)胞中表達(dá)的蛋白質(zhì)成核的一些關(guān)鍵生物物理特性。
      

      Halfmann和團(tuán)隊(duì)成員確定朊蛋白形成蛋白質(zhì)的關(guān)鍵特性是將它們與其他蛋白質(zhì)區(qū)分開(kāi)來(lái)，這是它們變得超飽和的能力。“與其他蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)充分濃縮后開(kāi)始聚集的蛋白質(zhì)不同，朊蛋白形成的蛋白質(zhì)反而保持可溶性，只有當(dāng)少數(shù)分子中非常罕見(jiàn)的隨機(jī)波動(dòng)提供模板時(shí)才會(huì)聚集，”Halfmann說(shuō)。
      

      Halfmann描述朊病毒的形成類(lèi)似于手部保暖包的作用，該手提包產(chǎn)生熱量來(lái)溫暖冷手。包裝含有用乙酸鈉鹽超飽和的水溶液。在塑料袋內(nèi)彎曲金屬盤(pán)將一些鹽分子排列成結(jié)晶形狀。成核 - 手部加熱器內(nèi)第一個(gè)微小晶體的產(chǎn)生 - 為所有其他鹽分子結(jié)晶提供了一個(gè)模板。分子涌入生長(zhǎng)晶體所釋放的能量產(chǎn)生的熱量使冷手變暖。
      

      在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)朊病毒形成的蛋白質(zhì)很像鹽晶體 - 它們最終聚集在一起，但只是在一種非常特殊的排列中，很少發(fā)生自發(fā)現(xiàn)象。“關(guān)鍵數(shù)量的蛋白質(zhì)以正確的方向自發(fā)地相互碰撞的可能性非常低，”開(kāi)放大學(xué)博士后研究員Tejbir S. Kandola解釋說(shuō)，他在斯托默斯研究所與Halfmann進(jìn)行了論文研究。
      

      由于缺乏定量分析，先前對(duì)朊病毒的研究受到阻礙。使用DAmFRET，Halfmann實(shí)驗(yàn)室成為第一個(gè)成功測(cè)量成核頻率的研究小組，它是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)濃度的函數(shù)。他們現(xiàn)在正在使用該方法研究如何對(duì)負(fù)責(zé)阿爾茨海默氏癥和其他腦部疾病的朊病毒樣蛋白進(jìn)行成核。Halfmann和他的實(shí)驗(yàn)室一直在與其他學(xué)術(shù)研究中心的科學(xué)家分享這種方法。“大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有足夠的設(shè)備和吞吐量來(lái)使用我們的規(guī)模和分辨率的DAmFRET。所以我們很高興通過(guò)測(cè)試他們正在調(diào)查的蛋白質(zhì)與外部科學(xué)家合作，”Halfmann說(shuō)。
      

      該研究的其他Stowers作者包括Tarique Kahn，博士，吳建政，Shriram Venkatesan，博士，Ellen Ketter，Jeffrey J. Lange，博士，Alejandro Rodriguez Gama，Andrew Box，Jay R. Unruh ，博士和馬爾科姆庫(kù)克。
      
			

			
        
      
			
      
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