中研院新發現!具品管機制蛋白質有助延緩老化

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千萬別小看蛋白質在人體中所占的份量,它具有維持生命以及建造修補新組織的生理功能,這是其他營養素無法替代的,其占人體40-50%。而人類有許多疾病,諸如與老化有關的阿茲海默症、帕金森氏症,或者漸凍人、癌症等,都和蛋白質缺陷有密不可分的關係。 中研院分子生物所副研究員顏雪琪與研究團隊耗時三年,終於找出能辨識缺陷蛋白質和清除的「品管機制」,未來有助找出相關疾病治療方式、延緩老化,甚至應用在蛋白質生物工程。

缺陷蛋白質若不處理   恐危害健康個體

顏雪琪與其團隊日前新發現一個由蛋白質管理蛋白質品管的機制,一款名為CRL2 的蛋白質,它能辨識缺陷蛋白的尾端特徵,進而將其標記並清除,讓缺陷有害的蛋白質降解成無害的胜肽或胺基酸。此方法對蛋白質生物工程應用帶來新契機,並幫助因蛋白質缺陷引發的疾病,發展出新的醫療策略。本研究成果於今年五月發表於國際期刊《分子細胞》(Molecular Cell),並獲選為當期重點論文。

人體的運作機制複雜,不論是胞器構造、基因調節、代謝催化、物質的轉換、免疫相關問題,甚至是訊息傳遞都仰賴蛋白質的運作,而人體中有上萬種蛋白質,但並不是每一種都是完整無害的,有些蛋白質是有瑕疵或環境影響產生的缺陷,而這些蛋白質有可能會危害周遭正常細胞的運作,甚至影響整個個體。

CRL2具品管功能  能準確清除缺陷蛋白質

何謂「蛋白質品管降解」?它的機制為,具品管功能的蛋白質將缺陷蛋白降解(分解成小片段)成無害的胜肽或胺基酸,進而維持細胞健康。然而,人體中具有此品管功能的蛋白質只占少數。顏雪琪副研究員於 2008 年建立「全蛋白質穩定度監測系統」(Global Protein Stability,GPS),可同時偵測細胞中上萬個蛋白質的穩定度。透過此項技術,2015 年研究團隊就先在硒蛋白的研究中發現,蛋白質 CRL2 具有蛋白質品管的功能。本次研究團隊沿用此項技術,進一步掌握 CRL2 的品管機制。

研究結果發現,CRL2 可透過多種受器的轉換,快速且準確地辨識缺陷蛋白尾端的特定短胜肽,進而將該蛋白質標記、清除。這些特定短胜肽約由 6 到 10 個胺基酸組成 ,不同序列的短胜肽也引導不同降解速度。此研究成果將調控蛋白質降解速率的準確度大大提高, 對蛋白質生物工程注入新的思維。

尾端帶特定短胜肽的正常蛋白質  也能被辨識出

顏雪琪表示,除了針對缺陷蛋白質,研究團隊更發現CRL2遇到正常但也帶有尾端特徵的蛋白質亦可將其辨識、降解。因此也著手檢驗此機制其他生理功能及對各類蛋白質的整體影響,希望能有更廣泛運用於人體細胞調控及健康醫療的可能性,造福更多人群。

 

Nana

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