阿爾茲海默?。?/span>Alzheimer's disease，AD）是一種常見的神經(jīng)退行性疾病，臨床表現(xiàn)為記憶喪失和認知障礙，嚴重影響人類的正常生活。研究發(fā)現(xiàn)Tau蛋白錯誤折疊組裝形成神經(jīng)原纖維纏結是AD的關鍵致病因素之一，因此對這些蛋白纖維結構進行精準檢測以及探索折疊背后的分子機制可以為后續(xù)AD診斷和治療提供新思路。
在分子結構上，Tau蛋白C末端在自組裝過程中首先折疊形成纖維的核心骨架，是Tau蛋白自組裝發(fā)生的關鍵。同時，Tau蛋白自組裝可能受到多種因素的影響，如分子手性和輔助因子。手性作為生物系統(tǒng)中至關重要的結構特征之一，在蛋白質(zhì)生物合成中扮演著關鍵角色。然而，對于Tau蛋白的手性轉換是否會影響其自組裝行為尚不明確。肝素作為一種輔助因子，可通過靜電效應調(diào)節(jié)蛋白結構及作用，從而影響Tau蛋白的自組裝過程。但是，肝素如何調(diào)控手性Tau蛋白的自組裝尚不清楚。
近日，重慶研究院研究人員將納米孔測量技術和原子力顯微成像結合，構建了一種全新的單分子生物物理檢測平臺，在手性Tau蛋白及其自組裝結構精準檢測研究中取得進展，相關成果發(fā)表在《Materials Today Physics》。研究人員從單分子和拓撲學方向入手，探究了手性轉換和肝素對Tau蛋白自組裝行為的調(diào)控作用。通過清晰地區(qū)分不同手性Tau蛋白單體和Tau蛋白自組裝纖維結構，發(fā)現(xiàn)D-Tau蛋白的自組裝傾向大于L-Tau蛋白；肝素會增強Tau蛋白的自組裝傾向，輔助不同手性Tau蛋白形成螺旋方向相反、螺距不同的自組裝纖維。該研究在分子水平上對手性Tau蛋白單體以及肝素輔助形成的蛋白自組裝纖維進行了精確測量與區(qū)分，獲得了傳統(tǒng)方法難以獲取的重要的蛋白自組裝信息，為研究蛋白結構及蛋白自組裝機制提供了新的思路和方法。
重慶研究院博士研究生陳偉、碩士研究生陳云昊為論文共同第一作者，王亮和王化斌為論文共同通訊作者。該工作得到了科技部國家重點研發(fā)計劃、重慶英才、重慶市自然科學基金以及中科院“青促會”等項目的資助。
論文鏈接https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2024.101370
圖一：Nanopore-AFM單分子生物物理檢測平臺對Tau蛋白自組裝的精確觀測。