來源：中國科學報
發(fā)布時間：2021-03-12
本報訊（記者卜葉）近日，中科院大連化學物理研究所研究員劉宇團隊和張麗華團隊合作，發(fā)現(xiàn)可用于相變蛋白質(zhì)標記與成像的新方法。研究人員通過發(fā)展新型仿生熒光共價鍵探針和質(zhì)譜表征方法，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)聚集態(tài)界面具有化學反應活性，并由此發(fā)展出新型熒光分子探針。該探針對疾病的早期診斷和治療有重要意義。相關(guān)研究成果發(fā)表于《德國應用化學》。
人體蛋白質(zhì)的相變過程會誘發(fā)多種退行性疾病，如帕金森病、阿爾茨海默氏癥、漸凍人癥和老年性心衰等。然而，致病蛋白質(zhì)發(fā)生相變后多處于無序結(jié)構(gòu)狀態(tài)，其特異性識別和檢測具有挑戰(zhàn)性。
通過模仿Kaede光轉(zhuǎn)化熒光蛋白的作用機理，研究團隊設(shè)計出具有邁克爾加成反應活性的新型熒光分子探針。該探針可與早期錯誤折疊的蛋白結(jié)合發(fā)出紅色熒光，在進一步相變聚集過程中發(fā)生邁克爾加成反應，熒光信號由紅光轉(zhuǎn)為綠光。使用新型熒光分子探針，團隊展示了細胞內(nèi)蛋白質(zhì)組在藥物刺激下，從早期錯誤折疊到晚期聚集的相變過程。
利用定點突變技術(shù)和高分辨質(zhì)譜分析，研究團隊揭示了相變蛋白和探針分子的共價反應機制，即蛋白質(zhì)錯誤折疊過程中半胱氨酸的微環(huán)境變化、蛋白聚集緊實度不同、探針反應活性強弱等因素，均會影響該反應的進程?；谠摶瘜W特性，團隊拓展了此類共價鍵熒光探針結(jié)構(gòu)的多樣性，論證了在相變蛋白質(zhì)界面邁克爾加成反應的普適性和可調(diào)控性。
劉宇表示，該工作首次揭示了蛋白質(zhì)相變界面的化學反應活性，為未來設(shè)計質(zhì)譜探針和藥物分子提供了新策略和新思路。
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