Nature告訴我們蛋白如何“浴火重生”
日期:2014-12-11 08:48:59
組成我們身體的蛋白質其實是個了不得的東西,一些蛋白甚至可以在短短的一秒鐘內完成百萬次的催化反應,而且這種反應會產生極高的溫度,那么這些蛋白如何踏過這些“火山”的呢?
來自印第安納大學與普渡大學印第安納波里斯聯合分校IUPUI,加州大學伯克利分校的研究人員解答了這一問題,相關成果公布在12月10日的Nature雜志上。
蛋白是人體所必需的組成元素,能完成細胞中的大量工作。這種大分子參與了組織和器官中結構組成,發揮功能和調節的作用,而酶這種特殊的蛋白更加是身體都不可或缺的基本單元,是每個機體從呼吸到行走都需要的元件。研究表明,一些酶在催化反應過程中會產生大量的熱量,這些熱量如果傳遞給另一個蛋白,也許就會造成蛋白過熱,無法折疊,那么它們是如何排出熱量,避免過熱和自毀的呢?
IUPUI的Steve Pressé博士表示,“改善人體健康的一個關鍵目標就是了解蛋白如何從作用反應中恢復,并最終了解如何加速它們的活性,”Pressé博士領導了這項研究。
“我們揭示了酶的這個秘密:酶能通過即時加快反應速度,從而散熱,這一發現對于活體系統熱量流動的理解具有重要意義。”
Pressé解釋道,在催化反應過程中,酶對產生熱量的應答反應是通過擴張和壓縮,猛烈推動產生一種壓力波,研究人員將這種壓力波稱為化學聲波(chemoacoustic wave,生物通譯),因為這是由一種化學反應熱量導致產生的。
“那么蛋白又是如何避免被大量產生的熱造成損傷,并且不解構的呢?我們發現這些蛋白能將來自化學聲波的熱位點處釋放的能量推開,并同時將這些熱量推走,這樣才能不受到熱攻擊,”Pressé 說。
研究人員計劃下一步繼續在其它蛋白中,利用多個實驗和理論方法分析這種“化學聲波效應”。