蛋白質(zhì)是生命的主力，調(diào)解著每一個生命形態(tài)中幾乎所有的生物學(xué)事件?？茖W(xué)家們知道蛋白質(zhì)是如何組織起來的，但是蛋白質(zhì)折疊——它們是如何構(gòu)建的，仍然充滿了許多奧秘。延伸閱讀：PLOS報道蛋白錯折疊疾病新發(fā)現(xiàn)。

最近，密歇根州立大學(xué)在《Nature Chemical Biology》雜志發(fā)表的一項研究，描述了一種化學(xué)方法，可解決關(guān)于復(fù)雜蛋白質(zhì)折疊過程的一些謎題。當(dāng)正常運轉(zhuǎn)時，成串的氨基酸就變得秩序井然，只需一瞬間就形成三維蛋白質(zhì)。但是，當(dāng)它出錯時，就是許多嚴(yán)重疾病的第一步。

當(dāng)錯誤發(fā)生在折疊過程中時，蛋白質(zhì)就會聚集在一起，形成斑塊，如帕金森病和囊性纖維化中發(fā)現(xiàn)的斑塊，并導(dǎo)致細胞退化。理解折疊，就可能帶來相應(yīng)的醫(yī)學(xué)進步，在最早的階段治療這類疾病及其他疾病。

本文資深作者、MSU化學(xué)家Heedeok Hong指出：“我們的新型工具，可以應(yīng)用于分析疾病變異如何影響病理上重要的膜蛋白的結(jié)構(gòu)和功能完整性。這些知識最終將有助于設(shè)計出治療方法，穩(wěn)定有缺陷的膜蛋白，發(fā)揮其最優(yōu)功能。”

該研究小組關(guān)注膜蛋白，是因為所有蛋白質(zhì)中大約有30%是駐留在這個封裝細胞的油層中。膜蛋白執(zhí)行許多生命功能，包括營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、廢物的分泌，維持離子平衡和傳遞神經(jīng)信號。

Hong說：“盡管它們非常重要，但是我們幾乎不了解膜蛋白是如何折疊的，由于缺乏足夠的方法，研究膜蛋白質(zhì)折疊一直都是很難的。”

為了解決膜的奧秘，該研究小組開發(fā)了一種新方法被稱為“空間捕獲”。首先，科學(xué)家們將兩個小分子標(biāo)記附加到一個折疊形式的蛋白質(zhì)上。接下來，他們加入了結(jié)合這些標(biāo)記的龐大附件。這些大的附件，僅靠它們的規(guī)模，就能解開蛋白質(zhì)其呈現(xiàn)為未折疊狀態(tài)。

這個簡單而有說服力的過程，可以測試膜蛋白的穩(wěn)定性，顯示了膜蛋白是什么樣子，并揭示了構(gòu)建蛋白質(zhì)的單個氨基酸是如何共同發(fā)揮作用，來維持其折疊形狀的。

Hong說：“使用這種新型標(biāo)記結(jié)合系統(tǒng)，或空間陷阱，我們的團隊能夠觀察和測試膜蛋白，而不會擾亂它們的原生環(huán)境?？刂频鞍渍郫B和展開，同時維持它們的膜環(huán)境，一直是解決膜蛋白質(zhì)折疊問題的主要方法障礙。我們已經(jīng)克服了一個障礙，現(xiàn)在我們準(zhǔn)備克服另一個。”