UT西南大学领导的一项研究发现了一种控制蛋白质活性的机制，这种蛋白质被称为伴侣蛋白，可以引导蛋白质折叠成正确的形状。这项研究结果今天在《自然通讯》在线发表，可以揭示数百种由蛋白质错误折叠引起的退行性和神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病，这些疾病可能会导致这些破坏性疾病的新疗法。
人体内的每种蛋白质最初都是以线性链的形式产生的，氨基酸成分相互串联。然而，要在细胞中发挥其作用，UT西南大学阿尔茨海默病和神经退行性疾病研究中心助理教授Lukasz Joachimiak博士解释说，这些链需要折叠成精确的形状。当蛋白转移到合适的位置并被引导成合适的形状时，伴侣蛋白可以通过保护其脆弱部分来帮助蛋白实现这一目标。
每个细胞都有多种伴侣蛋白，它们识别并作用于单个蛋白类型。然而，约阿希姆亚克说，每个同伴都不活跃。未知的调节机制似乎控制了一些伴侣何时介入以指导各自的蛋白质折叠，以及何时搁置它。
Kimiak也是小彼得奥唐奈大脑研究所的成员。他和他的同事研究了一个被称为Hsp40的伴侣蛋白家族，该家族可以与其他被称为Hsp70的伴侣蛋白结合使用。这些辅助伙伴的成员参与了许多蛋白质的正确折叠，包括tau，当折叠错误时，tau在导致阿尔茨海默病中起着关键作用。
Hsp40的分子伴侣通过HSP 40的一个称为J结构域的特定部分与HSP 70结合。然而，尚不清楚Hsp40如何在不需要时关闭这种结合。
为了帮助回答这个问题，Joachimiak和他的同事使用了一种叫做DnaJB8的特定Hsp40作为模型。当研究人员对这些蛋白质进行基因改造，使其在细胞中发出绿光时，发现它们不仅以单个、自由漂浮的单位存在，而且DnaJB8分子伴侣往往会形成聚集体，表明它们之间存在一定的相互粘附方式。当它们被隔离在培养皿中时，它们保留了这种聚结的能力。
通过计算机建模，在生化实验的指导下，研究人员发现伴侣的两个独立部分通过一种叫做静电相互作用的化学相互作用相互吸引：一部分J结构域被吸引到蛋白质的不同部分，称为C-带电相互作用的末端结构域。建模还表明，J结构域和C端结构域也粘附在单个分子上。
Joachimiak和他的团队使用了一种叫做固态核磁共振的技术来验证这些关于真实DnaJB8蛋白质的发现。他们还表明，当J和C结构域从整个脱氧核糖核酸分子中分离出来时，它们会相互粘附。
研究人员怀疑，这两个结构域之间的相互作用可能会阻止DnaJB8与其伴侣Hsp70结合，从而阻止它们一起完成蛋白质折叠的指导。果然，实验表明，当DnaJB8的C端结构域加到试管中的DnaJB8上时，它与被称为HspA1A的Hsp70竞争，当它与C端结构域结合时，它阻止HspA1A与J结构域结合。
Joachimiak指出，这种或其他控制蛋白折叠疾病中伴侣分子活性的调节机制可能存在一些问题。寻找通过药物或其他手段控制这种活动的方法，可以为治疗这些疾病提供新的途径，从源头上解决问题。
Joachimiak说：“我们也许可以利用这种机制直接靶向这些分子伴侣，并随意激活它们。”他还是生物化学助理教授和医学研究领域的埃菲玛丽凯恩学者。“我们的研究结果可能会影响数百种疾病，其中蛋白质会因为错误折叠而成为一种坏分子。”
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