生物大分子體系超快光譜研究取得進(jìn)展

　　最近，美國《國家科學(xué)院院刊》以通訊形式刊登了中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所莊巍研究組在“使用手性誘導二維紅外光譜中仿真手段分辨初期A(yíng)β42的單體結構”研究中取得的新進(jìn)展。

　　老年癡呆癥的主要致病原因被認為是致病蛋白(Aβ蛋白)誤折疊后形成纖維狀聚集體并在腦部產(chǎn)生淀粉樣沉淀。研究表明，在誤折疊過(guò)程早期，Aβ42單體由多種構象混合而成，這些物種可以按照在特定區域內典型的特征構型進(jìn)行分類(lèi)。理解這一高度無(wú)序的構象組合在纖維化早期如何轉化為均一有序的β結構并發(fā)生聚集，對于深入研究老年癡呆癥的致病機理有重要意義。然而盡管這些物種的結構特征不同，但常用的譜學(xué)技術(shù)對于A(yíng)β蛋白誤折疊早期階段動(dòng)力學(xué)現象研究存在顯著(zhù)不顯。

　　莊巍等人運用分子動(dòng)力學(xué)模擬并結合二維紅外光譜，研究了上述物種的結構、互變動(dòng)力學(xué)以及它們的光譜特征。結果表明，常用的有序參數對Aβ42單體的不同構象并不敏感，而普通的非手性二維紅外信號的分辨率也因其對一般有序參數固有的依賴(lài)性而受到限制;而某些精心設計的脈沖序列，由于其對與蛋白各種單體構象手性差異的高度敏感，原則上能夠將這些單體結構分辨出來(lái)。這一類(lèi)手性誘導技術(shù)可以被理解為是圓二色光譜技術(shù)(CD)在非線(xiàn)性光譜技術(shù)領(lǐng)域的拓展，具有比CD更高的光譜分辨率和超高時(shí)間分辨率，而能夠追蹤在誤折疊過(guò)程中各單體組分含量的變化。這項理論模擬研究展示了手性誘導(CI)二維紅外技術(shù)在考察Aβ42聚合過(guò)程的潛力，該研究策略有望成為一種新的實(shí)驗技術(shù)。此工作在生物醫藥學(xué)領(lǐng)域，特別是在理解老年癡呆癥等相關(guān)疾病致病機理方面具有重要意義。

　　該研究工作得到國家自然科學(xué)基金等的資助。