形成团块的蛋白质出现在许多难治性疾病中，如肌萎缩侧索硬化症（ALS）、阿尔茨海默病和帕金森病。这些蛋白质相互作用的机制很难研究。

查尔姆斯理工大学

11月20日消息

瑞典查尔姆斯理工大学（Chalmers University of Technology，Chalmers）的研究人员发现了一种用纳米大小的陷阱捕获许多蛋白质的新方法。在这些陷阱中，蛋白质可以以一种以前不可能的方式进行研究。研究结果近日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上。

研究于2023年8月23日发表在《Nature Communications》（最新影响因子：16.6）杂志上

“我们相信，我们的方法有很大的潜力，可以增进对许多不同疾病的早期和危险过程的了解，并最终获得药物如何对抗它们的知识，” Chalmers 教授、该研究项目的负责人 Andreas Dahlin 说。

Andreas Dahlin 教授

在我们体内形成团块的蛋白质会导致大量疾病，包括 ALS、阿尔茨海默病和帕金森病等。更好地理解这些团块是如何形成的，可以找到有效的方法在早期阶段溶解它们，甚至阻止它们完全形成。今天，有各种各样的技术来研究这一过程的后期阶段（当团块变大并形成长链时），但直到现在，还很难跟踪早期的发展，那时它们还很小。这些新的陷阱现在可以帮助解决这个问题。

可以长时间研究更高的浓度

研究人员称，他们的工作是研究世界上最小的门，只需按一下按钮就可以打开和关闭。这些门变成了陷阱，将蛋白质锁在纳米级别的小室里。蛋白质被阻止逃逸，将在这一水平上观察到它们的时间从一毫秒延长到至少一小时。这种新方法也使得在一个小体积内包裹数百种蛋白质成为可能，这是进一步理解的一个重要特征。

这张图片显示了蛋白质陷阱，它们由纳米级别的小室和聚合物组成，在上面形成门。这些“门”是通过增加大约10度的温度来打开的，这是通过电来完成的。然后聚合物改变它们的形状，使其处于更紧密的状态，这样蛋白质就可以进出

“我们想要看到和更好地了解的团块由数百种蛋白质组成，所以如果我们要研究它们，我们需要能够捕获如此大量的蛋白质。小体积中的高浓度意味着蛋白质自然地相互碰撞，这是我们新方法的一个主要优势，” Andreas Dahlin 说。

为了将该技术用于研究特定疾病的病程，需要不断发展该方法。

“需要调整陷阱来吸引与你感兴趣的特定疾病相关的蛋白质。我们现在的工作是计划哪些蛋白质最适合研究，” Andreas Dahlin 说。

新的陷阱是如何工作的？

研究人员开发的这种门由位于纳米级室口的所谓聚合物刷组成。待研究的蛋白质包含在一种液体溶液中，经过特殊的化学处理后被吸引到室壁上。当门关闭时，蛋白质可以从壁中释放出来并开始相互移动。

在陷阱中，你可以研究单个的蛋白质团，这比同时研究多个蛋白质团提供了更多的信息。例如，团块可以通过不同的机制形成，具有不同的大小和不同的结构。只有逐一分析，才能观察到这些差异。在实践中，蛋白质可以在陷阱中保留几乎任何时间，但目前，时间受限于化学标记物的保留时间（必须为它们提供可见的化学标记物）。

在这项研究中，研究人员成功地保持蛋白质可见长达一个小时。

创立于1829年的瑞典查尔姆斯理工大学

参考文献

Source：Chalmers University of Technology

Tiny traps can provide new knowledge about difficult-to-treat diseases

Reference：

Svirelis, J., Adali, Z., Emilsson, G. et al. Stable trapping of multiple proteins at physiological conditions using nanoscale chambers with macromolecular gates. Nat Commun 14, 5131 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40889-4

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       原文标题 : 微陷阱可以提供关于难治性疾病的新知识