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測定改性蛋白質的新方法

點擊:3233  添加時間:2014-09-27 15:21:00  信息來源:易展化工網
細胞通過各種各樣的方式調節蛋白質的功能,包括通過修改蛋白質的結構。蛋白質可在一瞬間呈現另一種形式,不執行功能,甚至執行“錯誤”的功能:在人類中,折疊錯誤的蛋白質會導致嚴重的疾病,如阿爾茨海默氏症、帕金森氏綜合症和囊胞性纖維症。這些蛋白質有一些也易于“感染”其他同類型的分子,並聚集成不溶性的所謂澱粉樣纖維或斑塊。這些澱粉樣蛋白會傷害細胞和組織,使人得病。

測定改性蛋白質的新方法

細胞通過各種各樣的方式調節蛋白質的功能,包括通過修改蛋白質的結構。蛋白質可在一瞬間呈現另一種形式,不執行功能,甚至執行“錯誤”的功能:在人類中,折疊錯誤的蛋白質會導致嚴重的疾病,如阿爾茨海默氏症、帕金森氏綜合症和囊胞性纖維症。這些蛋白質有一些也易于“感染”其他同類型的分子,並聚集成不溶性的所謂澱粉樣纖維或斑塊。這些澱粉樣蛋白會傷害細胞和組織,使人得病。

  打破束縛的方法

  直到現在,一直都缺乏相應的方法,來定量記錄複雜生物樣品中的結構改性蛋白質。雖然有一系列的技術可研究結構改變的蛋白質,如X射線晶體學、核磁共振光譜學和其他光譜技術,但是它們都不能用來分析複雜的生物樣品。研究人員用于研究細胞中蛋白質結構變化的其他程序也有其局限性:在分析之前,必須特別地標記感興趣的蛋白質,以使科學家們能夠在樣品中觀察它們。然而,這種方法僅對一個樣本中的一些蛋白質是可能的。

  幾種方法的組合

  爲了開發新的方法,研究人員將一種“老”技術與蛋白質組研究的一種現代方法相結合。首先,將常用的消化酶(如蛋白酶K)添加到樣品中,這種酶可根據蛋白質結構,將蛋白質切斷爲更小的碎片,稱爲肽類。根據所發現的肽類,可以確定和量化最初存在于樣品中的蛋白質。

  是什麽讓它如此特別:消化酶可切斷在不同地方具有不同結構的同種蛋白質,從而産生不同的片段。就像指紋一樣,這些片段可被很清楚地分配到蛋白質的單個結構中。

  引起帕金森症的蛋白質

  基于這種新方法,研究人員設計了一個實驗來專門測量複雜的、未純化樣品(如血液或腦脊液)中“健康”和“生病”版本的α突觸核蛋白。α突觸核蛋白,當其結構發生改變的時候,被認爲可導致帕金森症。病理結構變化與其同類聚集形成澱粉樣纖維,可損害神經細胞。

  借助于實驗,科學家們能夠直接測量複雜樣品中的致病性和非致病性α突觸核蛋白的確切數量。該試驗還産生了蛋白質結構的信息。

  越來越多的澱粉樣變性

  隨著時間的推移,α突觸核蛋白的濃度無法作爲生物標志物,因爲帕金森症患者和正常人血液或腦脊液中的蛋白質水平太過相似。Picotti教授稱:“然而,致病性和非致病性α突觸核蛋白結構的比值,很有可能會隨著時間變化及疾病的進展而發生變化。因爲這種新方法可使我們能夠測量各種各樣樣品中α突觸核蛋白的兩種結構,那麽將來我們可以用它來開發這種疾病的新生物標志物。”使用這種方法也有可能發現其他的、至今仍未知的澱粉樣蛋白,根據先前知識它們與疾病有關。

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