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蛋白质为何不“抱团”?新研究揭示进化中的防聚集机制

蛋白质是生命活动的主要承担者,但它们有一个“坏习惯”——容易聚集在一起,形成有害的沉淀物。阿尔茨海默病和2型糖尿病等疾病的发生,就与蛋白质的错误聚集密切相关。长期以来,科学家们已经知道细胞内有分子伴侣和质量控制蛋白来防止蛋白质聚集,但蛋白质自身的序列如何进化以避免“抱团”,一直是个谜。最近,一项关于巨型蛋白质Titin的研究提供了新的见解。

Titin是人体中已知最大的蛋白质,它像一根弹簧,在肌肉收缩和舒张时反复伸展和折叠。Titin由许多“免疫球蛋白”结构域串联而成,这些结构域在肌肉活动中会展开并重新折叠,因此极易发生错误折叠和聚集。研究人员发现,尽管来自不同物种的相同免疫球蛋白结构域序列相似度高达95%,但在同一个Titin蛋白中,相邻结构域的序列相似度却只有约25%。

通过计算模拟,他们发现:当相邻结构域的序列相似度超过30%~40%时,错误折叠和域间聚集的风险会显著增加。因此,进化压力使得Titin的相邻结构域序列保持较低相似度,从而避免“误认”和聚集。这一机制可能普遍存在于多域蛋白质中,为理解蛋白质聚集相关疾病提供了新视角。

(责任编辑:泉水)