最新研究找到调节心脏及肌肉关键蛋白的机理

来自CNIC和哥伦比亚大学的科学家们找出了调理骨骼肌和心肌功能的1种关键蛋白的调控机制，相干研究成果于近日发表在NatureCommunications上。该研究由CNIC科学家JorgeAlegre-Cebollada教授领导完成，描写了1种调理肌联蛋白弹性的新机制。据Alegre-Cebollada教授解释，肌联蛋白是是全身横纹肌发挥功能的关键蛋白，特别是心脏：“证据就是肌联蛋白基因突变是致使影响机体和心脏肌肉功能的疾病的常见疾病因。”

肌联蛋白是人体最大的蛋白质，具有多种功能。据Alegre-Cebollada教授说，“简单来说，我们可以把肌联蛋白比喻为份子弹簧，可使肌肉同步收缩。”但是它其实不是简单的弹簧，许多机制决定着肌联蛋白的弹性，包括其免疫球蛋白结构域特殊结构的折叠。总而言之，肌联蛋白的弹性由该蛋白中超过100个免疫球蛋白结构域共同决定。

通过使用生物信息和结构生物学手段，该研究团队发现这些免疫球蛋白结构域富含半胱氨酸，这些氨基酸赋予了它特殊的性质。JorgeAlegre-Cebollada解释道：“当1个蛋白质上的两个半胱氨酸靠近彼此时，蛋白质的两条链之间能够构成化学键——2硫键。”研究人员视察到肌联蛋白中的许多免疫球蛋白结构域都会构成2硫键，而参与构成2硫键的半胱氨酸会产生动态变化，也就是异构化。“最有趣的发现就是2硫键的构成和异构化会致使肌联蛋白的弹性产生巨大的变化。”

2硫键的构成属于1大类生化转变中的1种——氧化还原。目前已知这个进程会引发许多和心脏相干的疾病，如心肌梗死等。

Alegre-Cebollada的研究小组目前正在研究人体细胞如何改变肌联蛋白的还原状态并以此调理骨骼肌和心肌活动，和不同的疾病如何干扰这个进程致使相应功能缺失。Alegre-Cebollada补充道：“我们在体外重建牵引系统的时候发现了这些现象。虽然我们从这个进程了解了很多新知识，但是明白这些基本原理如何在活体产生效应还存在挑战。这也是我们现在研究的重点：结合生理学、生物学及生物化学等多学科手段研究这个问题。”

本研究是Alegre-Cebollada博士与哥伦比亚大学JulioFernández教授合作的成果。JulioFernández教授1直致力于发展单份子生物物理技术用于研究蛋白质的力学性质，他与Alegre-Cebollada的合作使得阐明蛋白力学性质的生化调控机理成为可能。

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