研究发现，当关键酶被阻断时，细胞的蛋白质清除失败

在阿尔茨海默氏症或帕金森氏症等神经退行性疾病中，蛋白质在体内细胞中积累，错误折叠并聚集在一起形成更大的聚集体。

通常，细胞能够自己去除这些聚集体。然而，如果某种酶被阻断，这种清理过程就不再有效。维尔茨堡大学领导的一个国际研究小组的一项新研究表明了这一点。新发现使人们更好地了解了这些过程的分子基础。

一种特殊的酶，即所谓的泛素选择性展开酶p97/VCP，是细胞从内部清除畸形或过量蛋白质的主要参与者之一。

这是一项新研究的核心发现，其结果已发表在《自然通讯》上。

这些新发现为更好地理解许多病理过程奠定了基础。他们清楚地表明，阻断这种酶会导致蛋白质错误折叠并形成聚集体，这可能在阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和亨廷顿氏病等神经退行性疾病中发挥作用。

由维尔茨堡朱利叶斯马克西米利安大学（JMU）生物中心教授、生物化学家Alexander Buchberger领导的一个团队负责这项研究。同样是JMU生物中心教授的Bettina Warscheid和波士顿哈佛医学院的J.Wade Harper也参与其中。

这项研究是2243研究培训小组“理解泛素化：从分子机制到疾病”的一部分。

包括人类在内的大多数生物体的细胞原则上都是微小的蛋白质工厂。新的蛋白质不断地在它们内部产生、组装、运输到其他地方并再次分解。这些过程保持平衡非常重要，因为即使是很小的变化也会导致严重的疾病。

“为了防止这种情况发生，细胞已经开发出复杂的系统来控制蛋白质质量，”Alexander Buchberger解释道。

例如，它们可以收集和分离倾向于聚集在一起的蛋白质，称为聚集体。然后，它们将这些笼子及其内容物分解成不同的部分，并以各种方式降解它们——这一过程在科学术语中被称为聚集过程。

这位生物化学家说：“虽然已经对聚集体的形成进行了非常详细的研究，但到目前为止，它们的蛋白质含量和降解途径还没有得到充分的表征。”。

《自然通讯》的研究改变了这一点。Buchberger和他的团队能够证明攻击群的分解需要几个玩家。其中最重要的是泛素选择性展开酶p97/VCP。

实验表明，如果研究人员之前阻断了p97/VCP，聚集体不再分解并被破坏。

该小组总结道：“这表明p97/VCP在消除聚集体中的关键作用是将它们分解成更小的成分。”。

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这些结果在几个方面具有生物医学相关性：一方面，p97/VCP酶的突变会导致神经肌肉退行性疾病，如某些形式的痴呆症和ALS——肌萎缩侧索硬化症。另一方面，帕金森病也可能是细胞内降解过程中断的结果。

帕金森病的一个标志是所谓的路易体。这些是神经细胞内的圆形内含物，含有破坏大脑中神经细胞代谢的有害蛋白质沉积物。它们也可能是不再被细胞分解的退化聚集体。

因此，研究小组得出结论：“我们的研究结果表明，p97/VCP酶的突变会破坏聚集体的降解。这可能有助于路易体的形成和神经肌肉退行性疾病的发展。”