蛋白結(jié)構(gòu)的變化可能引發(fā)多種疾病，例如阿爾茨海默癥、二型糖尿病以及角膜營(yíng)養(yǎng)不良等。丹麥Aarhus大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)揭示了蛋白結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致蛋白累積并危害細(xì)胞的詳細(xì)機(jī)制，文章發(fā)表在最近的Journal of Biological Chemistry雜志上，這一研究將有望推動(dòng)角膜營(yíng)養(yǎng)不良醫(yī)藥的研發(fā)。

許多疾病都是由于特定蛋白失去正常三維結(jié)構(gòu)喪失功能所引起的。在大多數(shù)情況下，細(xì)胞內(nèi)的不同系統(tǒng)會(huì)將這些受損蛋白降解，但如果這些蛋白在細(xì)胞內(nèi)累積并形成有序纖維結(jié)構(gòu)，就會(huì)引發(fā)多種疾病，例如阿爾茨海默癥、帕金森癥、二型糖尿病以及角膜營(yíng)養(yǎng)不良。

角膜營(yíng)養(yǎng)不良是由于角膜中的GFBIp蛋白發(fā)生突變所引起的。這種突變蛋白會(huì)年復(fù)一年的在角膜中累積，使角膜變得不再透明，并最終導(dǎo)致失明。目前還沒有藥物能夠治療角膜營(yíng)養(yǎng)不良這種遺傳疾病，患者只有一個(gè)選擇，角膜移植。但就算進(jìn)行了角膜移植，角膜營(yíng)養(yǎng)不良也常常會(huì)復(fù)發(fā)。日前，Aarhus大學(xué)的研究人員終于找到了這種蛋白累積的具體機(jī)制。

研究人員發(fā)現(xiàn)，角膜營(yíng)養(yǎng)不良中的蛋白突變會(huì)改變蛋白的穩(wěn)定性。GFBIp蛋白突變大多位于FAS1–4結(jié)構(gòu)域，FAS1–4結(jié)構(gòu)域中A546T氨基酸替代會(huì)使蛋白出現(xiàn)淀粉樣沉積，導(dǎo)致格子狀角膜營(yíng)養(yǎng)不良。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種情況下蛋白纖維的形成有兩種途徑。當(dāng)?shù)鞍诐舛鹊蜁r(shí)，會(huì)緩慢形成完全由β折疊組成的長(zhǎng)而直的纖維，而這樣的纖維是由喪失了膜通透性的大型多聚物組成。當(dāng)?shù)鞍诐舛鹊蜁r(shí)，會(huì)快速形成包含α螺旋和β折疊的短而卷曲的纖維，這樣的纖維由具有膜通透性的低聚物組成。研究顯示，當(dāng)GFBIp蛋白量較低時(shí)，緩慢的纖維形成過程對(duì)細(xì)胞的危害很小。而當(dāng)GFBIp蛋白量較高時(shí)，對(duì)細(xì)胞的危害很大。

該研究結(jié)果指出，蛋白的量能夠決定纖維形成的途徑及其對(duì)細(xì)胞的影響。研究人員認(rèn)為這項(xiàng)研究能夠揭示在一些疾病中蛋白累積并早曾細(xì)胞死亡的機(jī)制，有望幫助人們阻止有害蛋白累積，推動(dòng)角膜營(yíng)養(yǎng)不良癥治療藥物的研發(fā)。