折纸艺术可能是你熟悉的，这种艺术形式通过复杂的折叠将纸张变成各种形状。然而，你是否知道，人体内的蛋白质也经历着复杂的折叠过程，这对它们的结构和功能至关重要。最近，美国和日本的研究人员在蛋白质折叠稳定性方面取得了新的发现，这与癌症、阿尔茨海默病和囊性纤维化等疾病密切相关。
在《自然》杂志上发表的一项研究中，名为“生物学和设计中蛋白质折叠稳定性的大规模实验分析”，来自西北大学和东京大学工业科学研究所的研究团队开发了一种新的高通量方法，称为cDNA显示蛋白水解，能够在一次实验中评估近100万种蛋白质的折叠稳定性。
蛋白质最初由单链氨基酸构成，随后折叠成三维形状。如果不能正确折叠或维持这种三维结构，蛋白质的功能将受到损害，并可能导致疾病。
因此，深入了解蛋白质折叠稳定性的维持机制，将为与错误折叠蛋白质相关的疾病提供新的线索。然而，以前很难以有效且大规模的方式评估蛋白质的折叠稳定性。因此，研究团队致力于开发一个平台，以可重复的高通量方式评估蛋白质的折叠稳定性。
该研究的主要作者Kotaro Tsuboyama表示：“我们从一种技术入手，这种技术将蛋白质与它们自己的DNA结合在一起。”他补充道：“利用DNA文库，我们生成了大量的蛋白质-DNA复合物，并用能够破坏未折叠蛋白质的酶对其进行处理。这些完整的蛋白质在酶处理期间能够保持其折叠结构，随后通过DNA测序进行鉴定。”
这种方法使研究团队能够在单个试管中评估多达900,000个蛋白质序列的稳定性。为了研究蛋白质序列中单个元素对折叠稳定性的影响，研究人员使用这种方法分析了一系列天然和设计的蛋白质结构域。
“我们能够识别出一些有助于蛋白质稳定性的因素，”西北大学的资深作者加布里埃尔·j·罗克林说。“我们还利用我们的方法分析了蛋白质序列中特定突变的影响，并确定了设计蛋白质稳定性的关键因素，为未来蛋白质设计方法的进展提供了见解。”
尽管以前评估蛋白质稳定性的方法仅限于单一蛋白序列，但cDNA显示蛋白水解方法允许在单个实验中评估多种蛋白质，提供了前所未有的关于蛋白质稳定性的信息。这种方法可能会促进新型蛋白质折叠预测模型的发展，从而进一步加深我们对蛋白质错误折叠疾病的理解。
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