英科学家发现:蛋白质变得不稳定的秘密

英科学家研究发现:蛋白质变得不稳定的秘密(图)

　　

 牛津大学的科学家发现了使蛋白质变得不稳定的秘密。他们对于蛋白质生物功能被破坏的“临界条件”进行了基础性研究，对科学界许多领域，包括生物学、材料科学以及医学都会产生深远影响。特别是它对于一些由蛋白质错叠所引发的疾病病因，以及如何模仿软骨组织和胶原组织的特性给出了新的视角。

    这项发现来源于牛津大学动物学系教授Fritz Vollrath和David Porter博士所开发的量子力学模拟实验。David Porter博士表示，水与蛋白质的交互作用在生物学中是至关重要的，并且水-蛋白的交互作用变得不稳定的那一点，也就是最为重要的“临界条件”。我们利用这些模拟实验来测试在特定蛋白质中水与氨基化合物之间氢键的物理和化学性质。从我们的模型中得出的预测结果可以被换算到真实的生物应力状态下(温度、机械载荷以及化学条件)，这能导致此蛋白变得不稳定并丧失功能。

    这项新的研究也指明了蛋白组织中的水量是如何影响其相对柔软性以及整体结构特性的。含水相对少的蛋白质会硬而强，就像硬塑料一样，而含水相对较多(超过30%)的组织，如弹性蛋白，则会非常有弹性和韧性。

    Porter博士和Vollrath教授首次创造了模拟实验来了解蜘蛛丝，一种常态稳定的蛋白是如何变成固态丝线的，是怎样的压力机制、温度、机械载荷以及化学条件。Fritz Vollrath教授说：“很快我们就清楚了解到我们的丝线模型可以应用于解决许多其他蛋白的稳定性问题。关键的革新是我们的模型能映射不稳定性发展在一段(从几秒钟到上百年)时间的发展状况，理解水在生物材料中所扮演的角色非常重要，尤其是我们想要制造出拥有可预测性质的新型材料。”