最近，康奈爾大學(xué)的化學(xué)研究人員，利用一種技術(shù)闡釋單個(gè)蛋白的微妙變化，對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）的根本原因，提出了新的見解。

康奈爾大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)系教授Brian Crane，指導(dǎo)了這項(xiàng)研究，隨后他和物理化學(xué)教授Jack Freed，以及康奈爾大學(xué)國家先進(jìn)ESR技術(shù)生物醫(yī)學(xué)中心副主任Petr Borbat一起，開發(fā)了一種光譜分析法，檢測(cè)溶液中含銅蛋白質(zhì)的細(xì)微變化。

第一項(xiàng)研究，證明了脈沖兩極電子自旋共振（ESR）光譜學(xué)技術(shù)的原理，于2014年10月7日發(fā)表在《Biophysical Journal》雜志；第二項(xiàng)研究，利用這種技術(shù)和其他技術(shù)，將ALS癥狀與蛋白質(zhì)聚集聯(lián)系起來，是與斯克里普斯研究所的合作者共同完成，發(fā)表在2014年10月14日的《PNAS》雜志。

ALS是一種復(fù)雜的神經(jīng)退行性疾病，也常有遺傳因素。科學(xué)家很早就知道其中一個(gè)罪魁禍?zhǔn)谆?，編碼“超氧化物歧化酶1”（SOD1）——一種關(guān)鍵的含銅酶，這種酶可通過破壞自由基，保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。

Crane說，科學(xué)家們推測(cè)，ALS是一種與神經(jīng)元氧化損傷有關(guān)的疾病，這種假設(shè)可能仍然是真實(shí)的。但是他和同事們對(duì)另一個(gè)假說提出了強(qiáng)有力的證據(jù)：SOD1突變可通過破壞SOD1蛋白結(jié)構(gòu)，引起ALS。這會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的運(yùn)動(dòng)增加，Crane將其比作“呼吸”。這種運(yùn)動(dòng)促使蛋白質(zhì)聚集或集合在一起，這是對(duì)健康細(xì)胞有害的一個(gè)事件。

Crane說：“ALS，通過這種形式，似乎是一種蛋白質(zhì)聚集疾病，很像阿爾茨海默氏病和帕金森氏病。”

很長一段時(shí)間以來，人們已經(jīng)研究了SOD1突變以試圖理解ALS，但是研究發(fā)現(xiàn)，正常蛋白質(zhì)和突變蛋白質(zhì)的性能是非常相似的。通過利用ESR光譜學(xué)，科學(xué)家們首次看到了二者之間明確的差異。Crane說，通過用其他方法驗(yàn)證，研究人員表明，蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)戲劇性地被突變所改變，它們表現(xiàn)出聚集的傾向。

在《PNAS》這篇論文中，X射線散射也被用來研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化和彼此相互作用的能力。研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)聚集的水平與ALS癥狀的嚴(yán)重程度相關(guān)。

Crane說，他們的結(jié)論指出了一種可能性，即ALS更有可能與毒性聚集有關(guān)，可能與突變對(duì)SOD1活性的影響更少相關(guān)。ALS是一種遲發(fā)性疾病，患者在生命中后期受其影響。他說：“SOD1的散發(fā)突變，是由自然過程引起，但是，它們是否會(huì)真正產(chǎn)生這種疾病，仍不清楚。”