<p>蛋白質(zhì)的存在時(shí)間比我們長(zhǎng)得多&mdash;&mdash;作為生物進(jìn)化的基石，我們的存在依賴于它們?，F(xiàn)在，佐治亞理工學(xué)院的研究人員正在申請(qǐng)20第個(gè)-研究蛋白質(zhì)如何進(jìn)化的世紀(jì)理論概念，它可能會(huì)導(dǎo)致人類最古老的問(wèn)題之一的答案：我們是如何成為我們的？</p> <p>&nbsp;</p> <p>在一個(gè)典型的人類細(xì)胞內(nèi)有成千上萬(wàn)的蛋白質(zhì)。我們需要如此之多的蛋白質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是細(xì)胞的熟練勞動(dòng)力，每個(gè)蛋白質(zhì)都執(zhí)行特定的工作。有些可以使肌肉細(xì)胞或神經(jīng)元更加堅(jiān)固。其他分子與特定的靶向分子結(jié)合，將其運(yùn)送到新的位置。此外，還有其他激活細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)過(guò)程的物質(zhì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>蛋白質(zhì)的特定功能取決于其形狀，為了實(shí)現(xiàn)其功能形狀，即天然狀態(tài)，蛋白質(zhì)折疊。蛋白質(zhì)以長(zhǎng)鏈氨基酸的形式開始生命，稱為多肽。氨基酸的序列決定了蛋白質(zhì)鏈如何折疊并形成一個(gè)復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)，使蛋白質(zhì)能夠執(zhí)行預(yù)期的任務(wù)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在洛倫&middot;威廉姆斯實(shí)驗(yàn)室，研究人員正在使用&ldquo;創(chuàng)造性破壞&rdquo;作為蛋白質(zhì)折疊進(jìn)化和創(chuàng)新的模型。這個(gè)詞是由奧地利經(jīng)濟(jì)學(xué)家和政治學(xué)家約瑟夫&middot;熊彼特在20世紀(jì)40年代創(chuàng)造的，它描述了為了開發(fā)一種新的東西，比如智能手機(jī)，故意拆除有線電話之類的固定設(shè)備。</p> <p>&nbsp;</p> <p>威廉姆斯實(shí)驗(yàn)室（稱為生命起源中心，或COOL。&ldquo;形成這些結(jié)構(gòu)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，關(guān)于它們?nèi)绾卧谠缙谶M(jìn)化中出現(xiàn)，有很多假設(shè)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>與舊同行，與新同行</p> <p>&nbsp;</p> <p>Alvarez-Carre&ntilde;o是論文的主要作者，&ldquo;創(chuàng)造性破壞：舊蛋白質(zhì)的新折疊，&rdquo;最近在雜志上發(fā)表美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊，或美國(guó)國(guó)家科學(xué)院她和她的合著者（威廉姆斯、羅漢&middot;古普塔和安東&middot;彼得羅夫）挖掘了翻譯機(jī)制中最深的進(jìn)化歷史，翻譯機(jī)制存在于核糖體的所有細(xì)胞中，是所有蛋白質(zhì)的誕生地。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員提供證據(jù)支持一些最簡(jiǎn)單、最古老和最常見的蛋白質(zhì)折疊的共同起源。它暗示了一種創(chuàng)造性破壞的形式，解釋了簡(jiǎn)單的蛋白質(zhì)折疊如何產(chǎn)生更復(fù)雜的折疊。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們發(fā)現(xiàn)，一旦一種蛋白質(zhì)能夠折疊并實(shí)現(xiàn)其3D結(jié)構(gòu)，當(dāng)它與另一種折疊成不同3D結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)結(jié)合時(shí)，這種結(jié)合就很容易成為一種新結(jié)構(gòu)。&ldquo;因此，從一個(gè)結(jié)構(gòu)到另一個(gè)結(jié)構(gòu)可能不像我們想象的那么難，&rdquo;威廉姆斯教授說(shuō)化學(xué)與生物化學(xué)學(xué)院&ldquo;也許這可以解釋我們今天看到的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>在熊普特的創(chuàng)造性破壞模型中，開發(fā)&ldquo;女兒產(chǎn)品&rdquo;涉及到對(duì)祖先產(chǎn)品的破壞。他們?cè)谡撐闹袑懙溃?amp;ldquo;女兒產(chǎn)品可以繼承祖先的特征，但在本質(zhì)上可以與他們不同。&rdquo;。在智能手機(jī)的例子中，祖先的有線電話、計(jì)算機(jī)、攝像頭、全球定位和其他技術(shù)被合并以創(chuàng)建一個(gè)女兒，即智能手機(jī)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>女兒繼承了祖先的許多特征。這些特征在女兒身上以特定的方式相互作用，創(chuàng)造了新的功能壁龕，而這些壁龕在祖先身上是不可能實(shí)現(xiàn)的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>威廉姆斯說(shuō)：&ldquo;因此，蛋白質(zhì)折疊的創(chuàng)造性破壞可能解釋了我們所看到的許多多樣性。&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>分子合并</p> <p>&nbsp;</p> <p>自從數(shù)十億年前地球上出現(xiàn)最簡(jiǎn)單、最古老的蛋白質(zhì)折疊以來(lái)，折疊的數(shù)量已經(jīng)擴(kuò)大，形成了我們?cè)诂F(xiàn)代生物學(xué)中看到的蛋白質(zhì)功能的宇宙。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但蛋白質(zhì)折疊的起源和進(jìn)化機(jī)制在生物學(xué)中提出了威廉姆斯和他的團(tuán)隊(duì)考慮的核心問(wèn)題。例如，蛋白質(zhì)折疊是如何產(chǎn)生的，是什么導(dǎo)致了當(dāng)代生物系統(tǒng)中蛋白質(zhì)折疊的多樣性，為什么近40億年的折疊進(jìn)化產(chǎn)生的不同折疊少于2000個(gè)？</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員認(rèn)為，創(chuàng)造性破壞可以被普遍化來(lái)解釋這一現(xiàn)象。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們解釋說(shuō)，在創(chuàng)造性破壞中，一個(gè)開放的閱讀框&mdash;&mdash;編碼蛋白質(zhì)的DNA序列的跨度&mdash;&mdash;與另一個(gè)融合產(chǎn)生一種多肽。合并迫使這兩個(gè)祖先進(jìn)入一個(gè)新的結(jié)構(gòu)。由此產(chǎn)生的多肽可以形成一種獨(dú)立祖先在合并之前無(wú)法獲得的形式。但這些新褶皺并非完全獨(dú)立于舊褶皺。也就是說(shuō)，女兒褶皺繼承了祖先褶皺的一些東西。</p> <p>&nbsp;</p> <p>廣義地說(shuō)，這就是威廉姆斯和他的團(tuán)隊(duì)觀察到的，他們認(rèn)為他們的創(chuàng)造性破壞模型在研究疾病方面有一定的應(yīng)用&mdash;&mdash;蛋白質(zhì)折疊不當(dāng)會(huì)影響細(xì)胞和由這些細(xì)胞組成的人類的健康。</p> <p>&nbsp;</p> <p>威廉姆斯說(shuō)：&ldquo;例如，我們認(rèn)為這一過(guò)程在癌癥生物學(xué)中很重要，有很多很多蛋白質(zhì)已經(jīng)融合，而且我們認(rèn)為在癌癥中已經(jīng)發(fā)生了折疊。&rdquo;。&ldquo;這是一個(gè)蛋白質(zhì)聚集性疾病的世界，如帕金森氏癥或阿爾茨海默癥，以及沒(méi)有正確折疊或重新折疊的蛋白質(zhì)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>但現(xiàn)在，威廉姆斯和他的團(tuán)隊(duì)最感興趣的是他們的創(chuàng)造性破壞模型如何幫助他們理解我們進(jìn)化過(guò)程中最深層的問(wèn)題。</p> <p>&nbsp;</p> <p>威廉姆斯說(shuō)：&ldquo;比如，我們從哪里來(lái)。&rdquo;。&ldquo;創(chuàng)造性的破壞可以幫助我們了解體內(nèi)蛋白質(zhì)的來(lái)源以及我們是如何成為現(xiàn)在這樣的人的。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>引用：克勞迪婭&middot;阿爾瓦雷茲&middot;卡雷諾（Claudia Alvarez-Carre&ntilde;o）、羅漢&middot;古普塔（Rohan J.Gupta）、安東&middot;彼得羅夫（Anton S.Petrov）和洛倫&middot;迪恩&middot;威廉姆斯（Loren Dean Williams）。&ldquo;創(chuàng)造性破壞：新蛋白質(zhì)從舊蛋白質(zhì)折疊。&rdquo;PNAS期刊</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>