央廣網(wǎng)上海9月5日消息（記者傅聞捷）近日，復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院魯伯塤課題組利用點(diǎn)擊化學(xué)與均相時(shí)間分辨熒光手段，建立了同一種疾病蛋白的不同構(gòu)象與其降解速率的聯(lián)系，從全新角度揭示了神經(jīng)退行性疾病的可能機(jī)制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然·化學(xué)生物學(xué)》（Nature Chemical Biology）。

大多數(shù)神經(jīng)退行性疾病可能主要由特定致病蛋白質(zhì)的“錯(cuò)誤折疊”引起。蛋白質(zhì)“正常折疊”出的三維結(jié)構(gòu)由該蛋白質(zhì)的氨基酸序列所決定，這被稱為Anfinsen法則（Anfinsen’s Dogma），并獲得1972年的諾貝爾獎(jiǎng)。而該法則也是結(jié)構(gòu)生物學(xué)的根本基礎(chǔ)。神經(jīng)退行性疾病的致病蛋白則往往會(huì)被“錯(cuò)誤折疊”，形成寡聚體和不可溶性多聚體，并產(chǎn)生神經(jīng)毒性，最終導(dǎo)致疾病。

然而，除了形成聚集體，疾病蛋白的可溶性單體是否也會(huì)違背Anfinsen法則，通過(guò)“錯(cuò)誤折疊”產(chǎn)生多種不同的構(gòu)象（多態(tài)性），進(jìn)而產(chǎn)生不同的毒性并導(dǎo)致疾病發(fā)生，卻未見報(bào)道，而這是關(guān)于疾病致病機(jī)制的根本性問題。

目前結(jié)構(gòu)生物學(xué)的手段無(wú)法在細(xì)胞非變性條件下解析特定靶蛋白的精細(xì)結(jié)構(gòu)，而體外條件下則無(wú)法獲得蛋白折疊的各種構(gòu)象，更加無(wú)法進(jìn)一步解析各種構(gòu)象可能的功能（毒性）差異。蛋白構(gòu)象與蛋白毒性之間的關(guān)聯(lián)很復(fù)雜，魯伯塤課題組巧妙地以蛋白降解速率為全新的切入點(diǎn)進(jìn)行研究。一方面，蛋白的構(gòu)象很可能影響其降解速率，而同一細(xì)胞不同的降解速率則表征不同的蛋白構(gòu)象。另一方面，蛋白降解是蛋白功能的終極調(diào)控。Finkbeiner實(shí)驗(yàn)室研究成果提示，疾病蛋白降解速率與其神經(jīng)毒性呈非常顯著的負(fù)相關(guān)，也即降解越慢，毒性越大。因此，蛋白降解速率可能是蛋白構(gòu)象與毒性相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵。

魯伯塤課題組選擇了引起重要遺傳性神經(jīng)退行性疾病亨廷頓病的變異亨廷頓蛋白（mHTT）為研究對(duì)象探索這個(gè)問題。亨廷頓病是四大神經(jīng)退行性疾病之一，主要由疾病蛋白mHTT的神經(jīng)毒性導(dǎo)致。mHTT由于突變，包含一段過(guò)長(zhǎng)的多聚谷氨酰胺序列（polyQ），從而導(dǎo)致疾病。有趣的是，有間接證據(jù)表明，不同polyQ抗體識(shí)別的mHTT可能具有不同的毒性，但機(jī)制未知。魯伯塤課題組建立了一種基于點(diǎn)擊化學(xué)和均相時(shí)間分辨熒光的蛋白降解速率測(cè)量方法CH-chase，并成功利用該方法在病人的同一細(xì)胞樣品中檢測(cè)了不同polyQ抗體所識(shí)別的不同構(gòu)象的mHTT的可溶性單體的降解速率。研究發(fā)現(xiàn)polyQ抗體3B5H10所識(shí)別的mHTT構(gòu)象的降解速率明顯低于其他polyQ抗體所識(shí)別的構(gòu)象的降解速率，從而直接證明了不同polyQ類型的存在。進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)病人細(xì)胞及大腦組織中，該構(gòu)象的賴氨酸63型泛素化幾乎缺失，因此無(wú)法被選擇性自噬接頭蛋白p62識(shí)別，從而無(wú)法被選擇性自噬降解，從而降解速率減緩，導(dǎo)致較高毒性。