人們通常認(rèn)為，疾病是由異物（細(xì)菌或病毒）入侵人體引起的，但影響人類的數(shù)百種疾病，其實(shí)是由細(xì)胞蛋白質(zhì)生成錯(cuò)誤引起的。美國馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)最近利用尖端技術(shù)，破解了基于碳水化合物的代碼，該代碼控制某些蛋白質(zhì)的正常形狀，而正常的蛋白質(zhì)形狀才能使人體保持健康。研究發(fā)表在最新一期《分子細(xì)胞》雜志上。
科學(xué)家曾認(rèn)為，控制生命的唯一密碼是DNA，但近幾十年來，人們認(rèn)識(shí)到還有其他代碼在起作用，特別是在構(gòu)建復(fù)雜折疊的分泌蛋白方面，這些蛋白在人類細(xì)胞的蛋白質(zhì)工廠內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（蛋白質(zhì)折疊開始的地方）中產(chǎn)生。大約7000種不同的蛋白質(zhì)（占人體所有蛋白質(zhì)的1/3）在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中制造。分泌蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)從人體的酶到免疫和消化系統(tǒng)的一切，必須正確折疊才能使人體正常運(yùn)作。
而一種稱為“伴侶”的特殊分子，有助于將蛋白質(zhì)折疊成最終形狀，同時(shí)其還能識(shí)別錯(cuò)誤折疊，并在它們造成損害之前“解決”它們。
“伴侶系統(tǒng)”的發(fā)現(xiàn)，歸功于糖蛋白組學(xué)和質(zhì)譜分析，但研究人員希望其還能夠回答25年來一直懸而未決的問題：“伴侶”如何知道7000種不同的蛋白質(zhì)折疊哪些是正確的？
此次研究給出的答案，涉及一種被稱為UGGT的“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)守門人”酶，以及一系列稱為N-聚糖的碳水化合物標(biāo)簽，這些標(biāo)簽與蛋白質(zhì)氨基酸序列中的特定位點(diǎn)相連。
研究人員使用CRISPR編輯后的細(xì)胞修改了“伴侶”網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)開發(fā)了創(chuàng)新的糖蛋白組學(xué)技術(shù)。他們發(fā)現(xiàn)，UGGT酶把糖放置在特定位置來“標(biāo)記”錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)。這是一種代碼，“伴侶系統(tǒng)”可讀取它，接著準(zhǔn)確確定折疊過程中出現(xiàn)問題的位置以及如何修復(fù)。
這一結(jié)果為最終治療由錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)引起的數(shù)百種疾病打開了大門。
【總編輯圈點(diǎn)】
蛋白質(zhì)折疊是個(gè)迷人的課題。在行使功能時(shí)，蛋白質(zhì)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)折疊成特定的三維結(jié)構(gòu)。對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的解析和預(yù)測，可以幫助人們在分子層面理解生命活動(dòng)的機(jī)理。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，伴侶系統(tǒng)能指導(dǎo)蛋白質(zhì)折疊成最終形狀，還能識(shí)別錯(cuò)誤的折疊并加以修復(fù)。本文研究發(fā)現(xiàn)，UGGT酶把糖放置在特定位置來“標(biāo)記”錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，伴侶系統(tǒng)可讀取這段代碼。很多疾病恰恰是由錯(cuò)誤的折疊引起，了解伴侶系統(tǒng)如何識(shí)別錯(cuò)誤，也就為人類解決類似問題開辟了道路。
來源：科技日報(bào)
原標(biāo)題：蛋白質(zhì)折疊的細(xì)胞密碼破解 有望為治療多種疾病開辟新途徑
作者：記者張夢然
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