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为探究氨甲酰化对更具毒性的蛋白质寡聚体的影响及模拟生理环境，研究人员以 BSA 为模型，利用 KOCN 和葡聚糖 70（300 g/L）构建体系。发现拥挤环境加剧氨甲酰化诱导的错误折叠与氧化聚集，减少淀粉样聚集、增加寡聚体。为相关疾病诊疗提供依据。
在生命科学与医学领域，蛋白质错误折叠引发的疾病如阿尔茨海默病、白内障等一直是研究热点。蛋白质需折叠成特定三维结构才能行使功能，而错误折叠会使其聚集成寡聚体和淀粉样纤维，其中寡聚体因具膜损伤能力毒性更强。现有研究多聚焦氨甲酰化诱导的淀粉样聚集，却忽视其对寡聚体的影响，且大多在稀溶液中进行，无法反映细胞内大分子拥挤的真实环境（细胞内大分子浓度可达 300 g/L）。在此背景下，国内研究团队开展了相关研究，旨在揭示氨甲酰化在蛋白质错误折叠疾病发生发展中的作用，为疾病诊疗提供新方向。该研究成果发表在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》。
为解决上述问题，研究人员以牛血清白蛋白（BSA）为模型蛋白，利用氰酸钾（KOCN）构建蛋白质氨甲酰化体系，并以葡聚糖 70（300 g/L）模拟大分子拥挤环境。研究中运用了 SDS-PAGE 检测蛋白质残留单体、倒置荧光显微镜观察蛋白聚集体、福斯特共振能量转移（FRET）技术研究 KOCN 与蛋白相互作用、分子对接分析结合位点及作用力，还通过二乙酰一肟法检测同型瓜氨酸含量以表征氨甲酰化程度等关键技术方法。
蛋白质氨甲酰化程度表征
通过二乙酰一肟法检测同型瓜氨酸含量发现，BSA 与 KOCN 共孵育后同型瓜氨酸含量增加（P < 0.05），表明 KOCN 可诱导蛋白质氨甲酰化生成氨甲酰化衍生物，且在大分子拥挤环境下该过程加剧。
KOCN 与蛋白质相互作用研究
FRET 实验及分子对接显示，KOCN 与 BSA 可通过氢键和范德华力发生亲核加成反应，KOCN 的结合位点主要分布于 BSA 的特定结构区域，这种相互作用会增加体系内自由基含量。
大分子拥挤环境对氨甲酰化蛋白质的影响
在大分子拥挤环境下，蛋白质氨甲酰化程度加重，伴随错误折叠和氧化聚集增强，同时淀粉样聚集减少，毒性更强的寡聚体生成量增加。
研究结论表明，氨甲酰化作为一种非酶促翻译后修饰，通过亲核加成反应诱导蛋白质错误折叠、氧化损伤及聚集，且大分子拥挤环境会加剧这一过程，减少淀粉样聚集并促进寡聚体形成。该研究首次系统揭示了氨甲酰化在大分子拥挤环境中对蛋白质寡聚体的影响，填补了氨甲酰化与寡聚体关系研究的空白，为理解蛋白质错误折叠疾病的发病机制提供了新视角。研究结果不仅明确了氨甲酰化衍生物作为相关疾病生物标志物的潜力，还为开发针对蛋白质聚集的疾病早期诊断方法和治疗药物提供了理论依据，有助于推动抗衰老相关疾病治疗药物的高通量筛选，对蛋白质错误折叠疾病的防治具有重要临床意义和应用价值。
