同步技术有助于确定无序蛋白质的形式

美因茨大学和汉堡EMBL的研究人员提出了一种新方法，通过在单个样本中同时使用两种不同的方法来确定无序蛋白质的形式。他们的发现发表在《美国国家科学院院刊》上

蛋白质对人体功能至关重要。有数千种不同的蛋白质负责各种生理活动和任务。虽然其中一些存在于我们的身体细胞中，但其他一些在基本代谢过程中充当酶，充当激素，或以支持我们免疫系统的抗体的形式存在

简而言之，蛋白质由长链氨基酸组成，这些氨基酸以各种三维结构组织。例如，有一个α螺旋，其中氨基酸链扭曲成右旋线圈，以及所谓的折叠β折叠蛋白。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，并非所有蛋白质都能形成有序的排列。大约30%的蛋白质处于固有的无序状态，这使得很难确定这些蛋白质的链在水性细胞样溶液等环境中形成缠结或延伸到什么程度。然而，这些方面对他们的行为至关重要。当蛋白质在水溶液中分离时，它变得越紧凑，就越容易与存在的其他蛋白质凝结形成团块

蛋白质聚集是大脑斑块形成的第一阶段

内在紊乱的蛋白质通常会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

“这一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步骤，”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教授解释道，他也是分子生物学研究所（IMB）的兼职主任

问题是，有两种流行的方法可用于测量这个关键参数，但它们产生的结果不一致。一种技术利用荧光来测量端到端的距离，即蛋白质链从一端到另一端的长度。另一方面，使用小角度X射线散射，可以测量纠缠蛋白质的大小，或者从技术上讲，可以测量其回转半径

汉堡欧洲分子生物学实验室（EMBL）前组长Dimitri Svergun博士说：“这两种方法的结果都可以用于预后目的，但结果的不相容性意味着这个关键参数仍然存在不确定性。”。他们将分子标记和异常散射技术相结合，在单个样本中同时测量蛋白质团块的大小和端到端的距离。Lemke总结道：“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存的。”

自2017年以来，研究人员已经能够测量这两个参数，但仅在两个单独的样本中。现在，他们已经成功地在单个样本中同时确定了这两个参数 More information: Miao Yu et al, A genetically encoded anomalous SAXS ruler to probe the dimensions of intrinsically disordered proteins, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2415220121

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences