人體細胞內多數的蛋白質並非獨立運作，而是以複合體的形式協同運作以發揮功能。當這些蛋白質複合體的形成受損時，有機會引發包含阿茲海默症與帕金森氏症在內的多種神經退化性疾病。以色列理工學院（Technion）的研究人員利用新方法，在蛋白質於細胞內合成的過程中「捕捉」它們，因為在核糖體進行轉譯的階段時，蛋白質特別容易受到損害。研究人員透過核糖體剖析技術（ribosome profiling）分析細胞內的核糖體坐落於基因體上的位置，該方法能以單一密碼子的解析度對正在進行核糖體轉譯的mRNA進行測序，並結合先進的顯微技術及蛋白質體學分析，深入研究轉譯產生的蛋白質。他們模擬了蛋白質摺疊及其與其他蛋白質交互作用以形成複合體的原子級過程（分子動力學模擬）。研究發現在蛋白質生成期間保護其避免錯誤摺疊的機制。
研究團隊發現，蛋白質複合體的摺疊與組裝僅僅仰賴數個氨基酸。分析這些氨基酸特性後發現，它們能夠形成高度穩定的作用結構，並作為「錨點」來啟動細胞中功能性蛋白質複合體的組裝。研究進一步指出，蛋白質合成的過程中，若核糖體上的組裝過程受到干擾，這些被遺留的氨基酸可能反而會導致整個蛋白質不穩定並錯誤摺疊。令人驚訝的是這個機制從酵母到人類均存在，在演化上具有保守性，。研究顯示，那些在核糖體上作為啟動蛋白質交互作用的「錨點」氨基酸若發生突變，可能與多種發育性疾病與神經退化性疾病相關。
基於這些研究結果，研究人員開發了新模型，可預測細胞內建立交互作用網絡及保護蛋白質生成過程所需的關鍵「錨點」。該模型為設計新型蛋白質提供了理論基礎。針對蛋白質生成初期的變化，研究人員辨認出可能成為神經退化性疾病預防性治療的潛在目標。
這項突破性研究不僅為理解蛋白質生成及複合體形成的基本機制提供了新見解，還為相關疾病的治療提供了嶄新方向。
資料來源：
https://www.technion.ac.il/en/2024/08/new-hope-for-alzheimers-and-parkinsons-patients/
