Forskere finder tegn på proteinfoldning på stedet for intracellulære dråber

Forskere har opdaget det første tegn på proteinfoldning drevet af væske-væskefaseseparation, et fænomen, hvor væsker dannes til mikroskopiske dråber og adskilles inde i celler - som dråber olie i vand.

I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Kemisk videnskab , forskere ved University of Notre Dame fandt ud af, at forhøjede koncentrationer af proteiner i dråberne udløste en foldningshændelse, øge potentialet for proteinaggregation - eller fejlfoldning - som har været knyttet til neurologiske sygdomme, herunder Alzheimers sygdom og amyotrofisk lateral sklerose (ALS).

"Disse særlige proteiner er iboende uordnede-de har ingen veldefineret struktur-men når de tvinges sammen af ​​disse dråber, vi ser tegn på foldning, "sagde Arnaldo Serrano, adjunkt i Institut for Kemi og Biokemi på Notre Dame og hovedforsker ved undersøgelsen. Proteiner er naturligt formløse, som stykker kogt spaghetti - og fungerer kun, når de foldes til specifikke, tredimensionelle strukturer. "Forestil dig, at du er i en mængde, og alle i mængden har armene strakt ud. Du kommer ikke til at passe særlig godt sammen. Du trækker dine arme ind, og måske trække dine hænder sammen. Når det bliver overfyldt, disse proteiner kondenserer ned i en foldet struktur. "

I årenes løb, forskere har undersøgt, hvordan de mikroskopiske dråber, dannes naturligt og spontant inden for cellulære strukturer, betjene flere funktioner. Celler kan dirigere og indeholde farligt biomateriale i væskekammerne for at beskytte cellen mod skade. Der er også tegn på, at de kan drive forskellige kemiske reaktioner, såsom proteinaggregering.

I deres undersøgelse, Serrano og hans team brugte infrarød spektroskopi til at måle foldningen af ​​et specifikt protein forbundet med ALS. De infrarøde lasere skaber lyspulser, genererer vibrationsfrekvenser, der fungerer som en identifikator, der ligner et fingeraftryk. Frekvensen identificerer entydigt og præcist et proteins struktur som foldet eller udfoldet.

Selvom forskningen ikke testede for tegn på aggregering af proteiner, Serrano forklarede proteinfoldning og aggregering er tæt forbundet.

"Du kan tænke på aggregering som en andenordens foldebegivenhed, "sagde han." Proteiner foldes ofte ind i mellemstrukturer undervejs mod aggregering. Vi har valideret denne idé om, at proteiner i dråben ikke har meget plads og er tvunget til at folde sig - det næste logiske trin er, at de er tvunget til at aggregeres. "

Serrano sagde, at han og hans team i øjeblikket er i gang med en opfølgende undersøgelse for at afgøre, om en sådan foldningshændelse faktisk kan tjene som et første skridt til fejlfoldning i andre proteiner.