細(xì)胞修復(fù)系統(tǒng)能夠分解聚集的蛋白質(zhì)，現(xiàn)在來自德國(guó)的研究人員成功地解碼了對(duì)于在人類細(xì)胞中分解蛋白質(zhì)聚集體非常關(guān)鍵的基本機(jī)制。他們的體外實(shí)驗(yàn)揭示出了聚集體分解為蛋白質(zhì)分子多階段的生物化學(xué)過程。研究結(jié)果發(fā)布在8月5日的《自然》（Nature）雜志上。

從細(xì)菌到人類，所有細(xì)胞中的蛋白質(zhì)都要折疊成它們天然的構(gòu)象。蛋白質(zhì)最先合成出來是一段長(zhǎng)的氨基酸鏈，它們必須要呈現(xiàn)出一種特定的三維結(jié)構(gòu)，即發(fā)生折疊才能具有功能。這種正確折疊的構(gòu)象或蛋白質(zhì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)總是面對(duì)著內(nèi)外部影響的風(fēng)險(xiǎn)。損傷蛋白會(huì)喪失它們的結(jié)構(gòu)，解折疊并常常聚集在一起。海德堡大學(xué)分子生物學(xué)中心(ZMBH)主任、德國(guó)癌癥研究中心(DKFZ)研究員Bernd Bukau教授說：“如果形成這樣的聚集體，它們會(huì)損害細(xì)胞，甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡，我們?cè)谏窠?jīng)退行性疾病如阿爾茨海默氏癥和帕金森病，甚至在衰老過程中都可以看到這種情況。”

Bukau教授說：“損傷蛋白不僅會(huì)在衰老過程中聚集。突變或是一些化學(xué)、環(huán)境壓力導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)也會(huì)出現(xiàn)這些蛋白質(zhì)聚集體。諸如環(huán)境溫度升高等生長(zhǎng)條件發(fā)生改變，也可以讓蛋白質(zhì)喪失它們的結(jié)構(gòu)，發(fā)生解折疊。人體不同的器官中形成蛋白質(zhì)聚集體與包括代謝障礙在內(nèi)的大量疾病有關(guān)聯(lián)。”

研究人員表示，當(dāng)前對(duì)于我們的天然防御系統(tǒng)在年輕健康細(xì)胞中有效逆轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)聚集過程機(jī)制知之甚少。主要研究人員、Bukau教授研究小組成員Nadinath Nillegoda博士說：“研究人員成功地鑒別出了一個(gè)從前未知的、多元件蛋白質(zhì)復(fù)合物，其能夠在體外有效地溶解壓力誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)聚集體。

這一復(fù)合物是由蛋白質(zhì)折疊輔助蛋白——伴侶蛋白（chaperone）所構(gòu)成，屬于熱休克蛋白70 (Hsp70)系統(tǒng)。這些蛋白也在折疊過程中幫助了其他的蛋白質(zhì)。研究人員還研究了在蛋白質(zhì)復(fù)合物中調(diào)控Hsp70活性的輔助伴侶蛋白。

根據(jù)Bukau教授所說，J-蛋白家族的輔助伴侶蛋白至關(guān)重要，它們“引誘”了Hsp70折疊輔助蛋白來到蛋白質(zhì)聚集體處，激活它們精確地作用于它們的靶標(biāo)。“我們研究工作中的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，兩種類型的J-蛋白必須動(dòng)態(tài)互作才能最大程度地激活Hsp70輔助蛋白來分解蛋白質(zhì)聚集體。只有這樣才能啟動(dòng)有力的細(xì)胞活動(dòng)來逆轉(zhuǎn)這些聚集體。”

來自海德堡理論研究所的科學(xué)家們對(duì)這一研究進(jìn)行了計(jì)算數(shù)據(jù)分析。為了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和整合來自大量實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，他們開發(fā)出了一種特殊的蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)對(duì)接建模方法，來模擬伴侶蛋白復(fù)合物形成。海德堡理論研究所的研究組組長(zhǎng)Rebecca Wade指出，這種分子水平的建模對(duì)于了解作為伴侶蛋白復(fù)合物中兩類J-蛋白協(xié)調(diào)活性基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)互作至關(guān)重要。

Bukau教授說，現(xiàn)在研究面對(duì)的挑戰(zhàn)是要了解新發(fā)現(xiàn)機(jī)制的生理作用和潛能，由此應(yīng)用來自基礎(chǔ)研究的這些發(fā)現(xiàn)，開發(fā)出新的治療干預(yù)策略。