阿尔茨海默氏症的分子可能为早年生活提供动力

日期:2017-05-18 08:24:02 作者:牛遘 阅读:

作者:Colin Barras淀粉样斑块是阿尔茨海默氏症等疾病的标志,对人类来说是个坏消息 - 但它们可能是地球上最早生命的驱动因素一项新的研究表明,这些淀粉样蛋白簇可以作为催化剂,支持一种理论,它可以帮助引发维持生命的反应,早在现代酶出现之前没有酶,生命的代谢反应就不会发生但是从头开始制造酶并不容易它们通常是折叠成特定三维形状的大而复杂的蛋白质很难看出这些大蛋白质是如何从完全形成的原始汤中蹦出来的即使他们这样做,自然面临另一个问题有20种天然存在的氨基酸,它们是所有蛋白质的构建单元,每种酶由至少100个氨基酸的独特序列组成这意味着有一个令人难以置信的数量--20100 - 可能的酶,每个酶具有不同的氨基酸序列和略微不同的3D结构但是很少有这些3D结构能够有效地用作酶,因为它们必须与它们反应的基质完全匹配 - 就像锁只能通过一个特定的键打开一样纽约锡拉丘兹大学的Ivan Korendovych说,即使有数百万年的时间来研究这个问题,大自然也会努力建立和测试所有可能的酶分子,以确定催化当今代谢反应的相对较少的酶分子 Korendovych的最新研究指出,淀粉样蛋白是一种潜在的解决方案与酶不同,淀粉样蛋白含有非常短的氨基酸链,称为肽 “你可以想象这些短肽可以在原始汤中形成,”Korendovych说当您将一堆这些短肽混合在一起时,淀粉样蛋白会自发产生每种淀粉样蛋白都是复杂的3D结构,在外观上与酶没有太大差异但他们的行为也像酶一样吗为了找到答案,Korendovych及其同事设计了七种非常简单的肽,每种肽由七种氨基酸组成然后,他们允许每种类型的肽的分子自发地聚集在一起形成淀粉样蛋白,添加锌离子以帮助该过程,因为像锌这样的金属可以具有催化性质七种肽中的四种形成淀粉样蛋白,可以催化称为酯的有机分子的水解 - 一些酶催化的反应 Korendovych说:“之前没有人证明这种短肽可以自组装成酶样催化剂”结果表明,淀粉样蛋白可以解决大自然的早期酶问题 - 而不仅仅是因为短肽在原始汤中相对容易形成 “让我们假设当时存在所有20种天然存在的氨基酸,”Korendovych说 “如果你的多肽含有七种氨基酸,那就是207种可能的肽 - 如果你的多肽含有100种氨基酸,那么它就比20100的可能性要小得多”一旦大自然制造了这个相对较小的短片库的全部或部分肽,它们的各种组合自然地聚集在一起形成大量的淀粉样蛋白,每个具有不同的3D结构在以后的日子里,作为催化剂起作用的淀粉样蛋白可以作为一种蓝图,大自然可以用它来构建当今存在的大酶分子 - 也许,Korendovych说,因为大酶分子从根本上更适合催化反应比由短肽制成的淀粉样蛋白 “这是一篇优秀的论文,”以色列特拉维夫大学的Ehud Gazit说,他帮助开发了酶的起源的短肽理论,但没有参与本文 Gazit说这个想法始于观察到由短肽形成的一些淀粉样蛋白结构具有基本的催化特性 “这项研究通过证明与酶相当的催化性能将其提升到一个新的水平,”他说英国格拉斯哥大学的詹姆斯·米尔纳 - 怀特认为,淀粉样蛋白理论有其优势,但新研究可以提供更有说服力的证据 “这当然是一个有趣的发现,但他们没有在这里选择合适的金属离子 - 所有的证据表明,在早期的海洋中,铁和镍的浓度很高,但锌很低”他说这个理论会更有说服力如果Korendovych的团队可以使用铁或镍获得相同的结果期刊参考:Nature Chemistry,DOI:10.1038 / nchem.1894关于这些主题的更多信息: