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浓度依赖性结构转变:亨廷顿蛋白非致病性多聚谷氨酰胺片段的淀粉样纤维形成机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月05日 来源:Biophysical Chemistry 3.3
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本研究针对亨廷顿病(HD)中非致病性多聚谷氨酰胺(polyQ)片段HttEx1-17Q的淀粉样纤维形成机制不明的问题,通过核磁共振(NMR)、圆二色谱(CD)、透射电镜(TEM)等技术,首次揭示其浓度依赖性结构转变(无序→α螺旋→β折叠)加速纤维成核的分子机制,为理解非致病性polyQ的淀粉样发生提供新视角。
亨廷顿病(Huntington's disease, HD)是一种令人闻之色变的神经退行性疾病,患者会逐渐丧失运动控制能力,并伴随认知和精神障碍。这种疾病的罪魁祸首是一种名为亨廷顿蛋白(Huntingtin, Htt)的突变体——当它的N端片段中多聚谷氨酰胺(polyQ)链长度超过35个谷氨酰胺(35Q)时,就会引发蛋白质异常聚集,形成淀粉样纤维,最终导致神经元死亡。然而,令人困惑的是,即使是非致病性的短polyQ片段(如17Q),在某些条件下也能形成类似的淀粉样纤维。这背后的机制究竟是什么?
为了解决这一科学难题,来自韩国亚洲大学的研究团队在《Biophysical Chemistry》上发表了一项突破性研究。他们发现,蛋白质浓度这个看似简单的因素,竟然是非致病性HttEx1-17Q片段发生淀粉样纤维形成的关键推手。
研究人员运用了多种前沿技术:核磁共振(NMR)和圆二色谱(CD)用于监测蛋白质二级结构变化;硫磺素T(ThT)荧光检测淀粉样纤维形成动力学;原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)则直观展示纤维形态。
主要研究结果:
1. 克隆与蛋白表达
成功构建了HttEx1-17Q等三种蛋白表达体系,为后续研究奠定基础。
2. ThT荧光揭示浓度依赖性聚集动力学
发现HttEx1-17Q的纤维形成遵循典型的成核依赖机制,且蛋白浓度升高显著加速这一过程。
3. 讨论
首次阐明HttEx1-17Q存在浓度依赖的多重结构转变(无序→α螺旋→β折叠),这种转变通过促进成核而加速纤维形成。
这项研究的意义在于:它不仅揭示了非致病性polyQ片段淀粉样纤维形成的新机制,还提出了蛋白质浓度作为调控淀粉样发生的关键因素,为理解其他淀粉样蛋白的聚集机制提供了重要参考。
(注:解读严格基于原文,专业术语如NMR、CD等首次出现时均标注英文全称,技术方法描述控制在250字内,研究结果按原文小标题归纳,结论强调科学意义。)
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