近日,耶鲁大学的科学家在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了一项突破性研究,他们通过化学合成方法制造出极其简单的蛋白质分子,这些分子几乎不具备化学多样性,却仍能特异性调节细胞功能,甚至可能触发癌症。这一发现挑战了传统观点,即蛋白质的功能多样性依赖于复杂的氨基酸序列和结构修饰。
所有生命活动都依赖蛋白质,其功能多样性通常源于成百上千种氨基酸形成的特定序列,以及后续的加工修饰。氨基酸侧链赋予蛋白质巨大的化学多样性,是形成酶、载体蛋白等复杂结构的基础。然而,研究团队提出疑问:是否存在结构简单、化学多样性单一的微小蛋白,也能有效调节细胞功能?
受病毒蛋白虽短小却能跨膜引发肿瘤的启发,研究人员设计了一系列由26个氨基酸组成的合成膜蛋白。这些蛋白仅包含两种侧链相似的氨基酸,结构极其简单,但部分蛋白仍表现出显著的生物学活性。它们能特异性识别细胞内靶标并激活信号通路,导致细胞异常增殖。
研究人员表示:“我们构建的可能是最简单的蛋白,但它们不仅活跃,还高度特异。这提示细胞内可能存在类似但被忽视的简单蛋白,它们或许在癌症发生中扮演关键角色。”该研究为理解蛋白质功能的最小单位提供了新视角,并可能开辟癌症诊断与治疗的新途径。