蛋白质折叠之谜解开：研究解释了核心包装部分

在生物体内，每种蛋白质——一种由数百种氨基酸组成的生物聚合物——都执行特定的功能，如催化、分子运输或DNA修复。为了执行这些功能，它们必须折叠成特定的形状。这是一个对生命至关重要的复杂过程，尽管该领域取得了进展，但关于这一过程仍有许多悬而未决的问题

发表在PRX Life上的一项研究为这个问题提供了一些线索，并可能为药物治疗、新型生物材料和其他应用设计蛋白质提供新的方法

由Corey O'Hern领导的研究人员开发了蛋白质数据库（一个在线数据库）中所有球状蛋白质的计算模型，并测量了它们的内部核心区域，以确定它们的密度。每种蛋白质的核心堆积分数为55%。也就是说，55%的空间被原子占据。这让研究小组提出了两个问题

机械工程、材料科学、物理学和应用物理学教授O'Hern说：“为什么它们都有相同的值？具体来说，为什么值是55%？”。“答案似乎是，当蛋白质核心堵塞或硬化时，包装分数停止增加。”

也就是说，当蛋白质折叠时，组成蛋白质核心的单个氨基酸无法进一步压缩。物体堆积在一起的堆积分数在很大程度上取决于它们的形状。例如，球形物体在64%的堆积率下会堵塞

“但是氨基酸的形状很复杂，”O'Hern说

＜p＞“一些氨基酸是相当球形的，但由于侧链的原因，它们大多是细长的，而由于所有键合的氢原子，它们是粗糙的。软物质物理学告诉我们，细长、颠簸颗粒的堵塞包装不如光滑、球形颗粒的堵塞填充密集，这解释了55%的低值。”

高压下蛋白质的结构特征表明，蛋白质核心填充分数可以增加到58-60%。因此，这项研究也与我们对生命起源的理解有关

“现在我们知道了蛋白质核心在典型折叠条件下的性质，蛋白质核心的堆积可能不需要停止在55%，”O'Hern实验室的博士生、该论文的主要作者Alex Grigas说

“如果你改变溶剂条件、压力或温度跳跃，你可能会使氨基酸更有效地包装。”

O'Hern补充说，蛋白质设计目前的重点是创造新的氨基酸序列，以设计新的蛋白质结构和功能

“现在，这项工作开辟了一种可能性，即使使用相同的氨基酸序列，你也可以通过改变折叠条件来设计新的蛋白质结构和功能。”