重新探讨ATP蛋白质（溶解/不溶解）能力的环境特异性

《Langmuir》：Revisiting the Environment Specificity of the Protein (De)solubilization Ability of ATP

ATP在特定条件（25°C、pH2）下促进BSA和卵清蛋白纤维化，揭示其作为“生物聚集介质”的潜在功能，TPP基团通过结合未折叠蛋白带电残基触发聚集，赖氨酸含量差异影响动力学，提示ATP作用具有环境依赖性。

　　

活细胞中腺苷三磷酸（ATP）的异常丰富现象通常被解释为ATP在应激条件下作为一种“生物促溶剂”或“生物聚集抑制剂”来帮助蛋白质溶解。在这里，我们研究了ATP这种特性的普遍性，考察了在不同环境条件下的表现；我们观察到在室温（25°C）和pH值为2的情况下，两种球状蛋白质——牛血清白蛋白（BSA）和卵清白蛋白（Ova）在ATP存在下会立即发生纤维化。这一现象与之前报道的ATP能够抑制这两种蛋白质热 unfolding 的结论形成了鲜明对比。场发射扫描电子显微镜（FESEM）、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和圆二色光谱（CD）的测量结果证实，这些聚集物具有淀粉样纤维的特征。利用太赫兹-傅里叶变换红外光谱（THz-FTIR）在1.5–16.7 THz（50–550 cm^–1）频率范围内对蛋白质进行水合作用分析，证实了ATP中的三磷酸基团（TPP）起到了关键作用，因为它直接与未折叠蛋白质中暴露在溶剂中的带电残基结合，从而启动了聚集过程。蛋白质残基的特异性决定了聚集的动力学：富含赖氨酸的BSA比含有较少赖氨酸残基的Ova表现出更快的聚集速度；然而，两者之间精氨酸残基的数量差异并不显著，因此无法解释观察到的纤维化速率的巨大差异。这一结果还得到了进一步的支持：在溶菌酶中，尽管精氨酸残基的数量多于赖氨酸残基，但在ATP存在下观察到的聚集物呈非纤维状的晶体结构。因此，我们的研究提醒人们不要将ATP简单地视为一种普遍存在的生物促溶剂，因为这种作用可能会因具体环境而改变，ATP也可能根据其周围环境的不同而起到“生物聚集中介”的作用。