蛋白質折疊、修飾與降解

蛋白質錯誤摺疊病(protein-misfolding disease)

一個蛋白質的功能幾乎完全取決於它的形狀——形狀對了,它就像鑰匙插進鎖那樣與夥伴嚴絲合縫;而一把彎了或卡住的鑰匙要麼什麼也做不成,要麼把整套機關都卡死。蛋白質錯誤摺疊病,就是蛋白質落入錯誤形狀時發生的事:它們沒能摺成有用的天然形態,反而停留在一種扭曲的形狀裡,要麼幹不成本職工作,要麼更糟——變得有毒,在細胞內或細胞周圍結成一團。

錯誤摺疊造成危害大體有兩種方式。一種是功能喪失:蛋白質始終到不了能工作的形狀,於是身體需要的某件事就乾脆沒人做了,比如囊性纖維化中,一種錯誤摺疊的通道蛋白還沒到達細胞表面就被銷毀了。另一種往往破壞更大,是有毒的功能獲得:錯誤摺疊的鏈暴露出發黏的表面,彼此黏連,堆積成細胞無法清除的團塊和纖維。這些沉積物正是許多疾病的標誌——阿茲海默病的澱粉樣斑塊和神經原纖維纏結,帕金森病的α-突觸核蛋白團塊,庫賈氏病中錯誤摺疊的朊蛋白。細胞的品質控制隊伍(分子伴侶、蛋白酶體、自噬)通常會抓住並處理掉錯誤摺疊的蛋白,所以這些疾病往往伴隨著這些系統不堪重負或隨年齡而衰退。

這些疾病意義極為重大,因為它們包含了一些最令人畏懼的衰老相關病症——阿茲海默病、帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮側索硬化症(ALS)——也因為把它們看作蛋白質形狀的共同問題,已經把尋找療法的思路重新框定為:預防錯誤摺疊、阻斷聚集、或增強清除。一個重要而誠實的提醒:在患病的腦中找到聚集物,並不證明這些聚集物就是直接病因。數十年的爭論,尤其是圍繞阿茲海默病澱粉樣蛋白假說的爭論,表明可見的團塊與真正的細胞死亡之間的關係,至今仍確實沒有定論。

在囊性纖維化中,最常見的突變使CFTR蛋白摺疊得略有偏差。細胞的品質控制把它標記為有缺陷並加以銷毀,使它根本到不了細胞表面,於是肺部的鹽與水平衡發生紊亂——這是一種功能喪失型、而非有毒團塊型的錯誤摺疊病。

囊性纖維化:錯誤摺疊的蛋白在能工作之前就被銷毀。

聚集物是一種標誌,而非病因的證據。在好幾種疾病中,究竟是巨大的可見團塊、較小的可溶形態、還是正常蛋白的單純喪失造成了真正的損害,至今仍不清楚。

又稱
conformational diseaseproteinopathy构象病蛋白质病