一种新方法结合了两种方法来研究无序蛋白质

　　

美因茨大学和汉堡EMBL的研究人员提出了一种新方法，通过在单个样品中同时使用两种不同的方法来确定无序蛋白质的形式。

蛋白质对我们的人体机能是必不可少的。有成千上万种不同的蛋白质负责一系列不同的生理活动和任务。虽然其中一些存在于我们的身体细胞中，但其他的在基本代谢过程中作为酶，作为激素，或以抗体的形式支持我们的免疫系统。简单地说，蛋白质是由长链氨基酸组成的，这些氨基酸以各种三维结构排列。例如，有一个α螺旋，其中氨基酸链扭曲成一个右旋线圈，以及所谓的折叠β片蛋白。这些结构决定了蛋白质如何与其他蛋白质相互作用以及它们承担的任务。然而，并不是所有的蛋白质都是有序排列的。

大约30%处于内在无序状态，这使得很难确定这些蛋白质的链在何种程度上形成缠结或在类似细胞的水溶液等环境中扩展自己。然而，这些方面是他们行为的基础。当一种蛋白质在水溶液中分离出来时，它变得越紧密，就越容易与存在的其他蛋白质凝固形成团块。

蛋白质聚集是大脑中斑块形成的第一个阶段

内在无序的蛋白质常常导致淀粉样蛋白的形成。当这些淀粉样蛋白结构在大脑中聚集在一起时，这些沉积物——所谓的斑块——会增加患阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的风险。因此，生物物理学家对溶液中蛋白质的大小特别感兴趣。“这个因素可以告诉我们蛋白质的聚集潜力，这是评估神经退行性疾病受害者概率的关键参数。聚集过程是斑块形成的关键一步，”美因茨约翰内斯·古腾堡大学分子生理学研究所（JGU）的Edward A. Lemke教授解释说，他也是分子生物学研究所（IMB）的副主任。问题是，有两种流行的方法可以用来测量这个关键参数，它们产生的结果不一致。一种技术利用荧光来测量端到端距离，即蛋白质链从一端到另一端的长度。另一方面，利用小角度X射线散射，可以测量纠缠蛋白的大小，或者用技术术语来说，测量它的旋转半径。位于汉堡的欧洲分子生物学实验室（EMBL）前小组组长Dimitri Svergun博士说：“两种方法的结果都可以用于预测目的，但结果的不兼容性意味着这个关键参数仍然存在不确定性。”

新的散射技术：在单个样品中确定旋转半径和端到端距离

研究小组通过将化学生物学和分散方法结合起来，设法解决了这一难题。他们结合了分子标记和异常散射技术来同时测量单个样品中蛋白质团块的大小和端到端距离。“通过这种方式，我们可以得到两个参数的结果，并可以评估这两个参数是如何相互依赖的，”Lemke总结道。自2017年以来，研究人员已经能够测量这两个参数，但只能在两个单独的样本中测量。现在他们成功地在一个样品中同时确定了这两个参数。