蛋白质折叠的速度极限

　　[AD340X300]

[生物通讯]为执行自己的功能，蛋白质必需首先折叠成特殊的结构。这个折叠过程有多快的问题是科学家们争论不休的话题，也是比较蛋白折叠理论和实验的一大障碍。现在，伊利诺斯大学的研究人员发现一种蛋白折叠成自己的天然构象时，速度就到达了极限。

“一些蛋白以最快的速度进行着折叠－－只需1到2微秒。”研究的作者、伊利诺斯的化学、物理和生物物理学教授Martin Gruebele说。这篇研究发表在5月8日期的《自然》杂志上。

为研究蛋白质折叠的速度极限问题，Gruebele 和他的研究生Wei Yuan Yang提取了少量蛋白样品，通过用可加强分子互作的氨基酸替换掉原来的一些氨基酸使其折叠的速度更快。到他们使蛋白折叠的速度达到最快时，这个速度比正常时的速度快了近1,000倍。

接下来，研究人员用一种快速温度升降的方法测定纳米精度下蛋白的折叠次数。为启动折叠序列，研究人员用红外线激光器发出的单脉冲快速加热未折叠蛋白的溶液。当蛋白折叠成它们特有的形状时，紫外线激光器发出的脉冲使一些氨基酸发出荧光，这揭示了一个时序的折叠事件。

“由于一种蛋白能由经不只一条通路到达其天然态构象，就会导致产生多种折叠时间。”Gruebele说。“标绘出这些时间通常可以看到一个指数式衰减速率的模式，因为我们一次平均了多个分子。”

但除了正常的指数式衰减速率外－－不超过10微秒，Gruebele和他的同事还检测到发生在更短时间尺度内－－低于1到2微秒－－的更快的折叠洗过那位。

“这就是折叠速度的极限。”Gruebele说。“这是多肽片段能够物理上改变其位置的速度，如果采取最短的可能途径，蛋白就会以这个速度折叠，产生错误的可能性最小。”

在实验之前，我们曾估计蛋白折叠的速度极限可能从短至10每秒到长至100微秒，正确的答案应该在这个范围之间。Gruebele 说。

“当然不同的蛋白，其折叠的速度极限也不同。”Gruebele 解释说。“蛋白分子的肽链越长，它们折叠需要移动的幅度越大，因此速度极限也有更慢。”（生物通编译）