欧奇奥 IPAC1 蛋白质聚集体成像计数分析仪

欧奇奥 IPAC1 蛋白质聚集体成像计数分析仪     

• 蛋白质是怎样构成的？

蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。

• 一级结构：蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。
• 二级结构：蛋白质分子局区域内，多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。
• 三级结构：蛋白质的二级结构基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的空间构象。
• 四级结构：多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链，以适当的方式聚合所形成的蛋白质的三维结构。

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蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。但是，如果蛋白质间发生非特异性结合，不仅蛋白质失去应有活性，而且易形成包涵体，导致蛋白基因工程成本增加。聚集体的结构包括淀粉样蛋白纤维结构和包涵体结构。

• 生物医学工程中为什么必须研究和观测蛋白质聚集体？
  1. 蛋白质聚集已经成为药物与生物学领域中的研究热点，其中蛋白质以非天然构象存在，还常伴随着β－折叠量的增加。老年痴呆症和II型糖尿病都与蛋白质聚集有关。研究蛋白质聚集体有助于理解体内分子病的形成。
  2. 在蛋白质和药物的后基因组时代，寻找蛋白质晶体的优化条件一直是晶体生长工作者的目标。而成核前溶液中蛋白质形成的聚集体的状态（包括聚集体的大小，形貌，甚至于构象等）的变化会直接影响到成核的情况。因此，对于无序聚集体状态的变化研究，有助于分析有序聚集体的出现条件并提供蛋白质晶体生长的合适条件。
  3. 清华大学生命科学学院生物膜与膜生物工程国家重点实验室购置“多角度激光光散射凝胶色谱系统”，用于生物样品溶液形态分析、蛋白质及其聚集体分子量和分布测定，蛋白质均一性、稳定性分析及其结晶状态和条件的筛选，研究蛋白质聚集体对膜污染过程的影响。
  4. 蛋白聚集严重影响以蛋白为基础研发的药物。在药物制剂中，蛋白聚集在生物活性和免疫原性方面影响药效。蛋白聚集发生在生产过程的各个阶段包括细胞培养、纯化、生产、储存、运输等方面。制药工业希望在生物工艺中找到新的方法，可用于检测、追踪、定量分析影响蛋白聚集的因素。近年来以冻干稳定形式存在的蛋白聚集体作为标准品，可以地定量检测蛋白聚集，加上新颖的只需在酶标仪里即可实验的ProteoStat^® protein aggregation assay，可对蛋白检测方法进行优化。

科学家目前并不确定为何不正确的蛋白质形式和聚集成团现象是神经变性疾病的重要标志，神经变性疾病包括肌侧索硬化（ALS）、阿尔兹海默氏症和疯牛病等。刊登在11月1日的杂志Molecular Cell上的研究报告中，来自耶鲁大学的研究者通过在细菌中研究疾病的发病过程来揭示不正确形式的蛋白质的聚集体的形成过程。蛋白质是由DNA编码控制并且在核糖体的装配下在细胞中形成，然而，有时候蛋白质并不会被正确地装配，这些错误折叠的蛋白质就趋向于聚集。错误折叠的蛋白质的聚集现象就在阿尔兹海默症患者大脑中表现尤为明显。来自耶鲁的研究团队揭示了抗生素可以诱发大肠杆菌蛋白质的聚集。使用大规模的蛋白质组学及遗传学筛选技术，研究者分析了蛋白质的聚集现象以及筛选了可以使得大肠杆菌对抗生素产生耐药性的细菌蛋白质，zui终研究者发现细菌中一种特殊的蛋白质如何保护细菌免于过氧化氢的压力，以及这种蛋白质如何减弱由于所刺激引发的蛋白质的聚集。