大连化物所生物大分子体系超快光谱理论研究取得新进展

2010-9-27 15:32 来源: 中国科学院
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  中科院大连化学物理研究所庄巍研究组最近在“使用手性诱导二维红外光谱中的仿真研究来辨别初期Aβ42的单体结构”研究中取得新进展。

  老年痴呆症是最为常见的蛋白质误折叠疾病。其致病的主要机理是致病蛋白(Aβ蛋白)误折叠后在脑部产生淀粉样纤维,因此对(Aβ蛋白单体)结构特征的研究是能够提供聚合路径早期状态的直接证据。最近的研究支持以下观点:Aβ42单体聚合物是由多种有序和无序的构象混合而成,这些物种可以按照在特定区域内典型的β-hairpin的特征构型进行分类。尽管这些物种的结构特征不同,由于有限的时间分辨率以及缺少不同构造异构体的高分辨光谱特征,通常用光谱技术如NMR不能直接跟踪构象动力学

  庄巍等人运用分子动力学模拟并结合二维红外光谱,研究了这些物种的结构、互换动力学以及它们的光谱特征。结果证明,当普通的、非手性的二维红外信号的辨别率因它对一般有序参数(这些参数受控于序列的非结构化部分)固有的依赖而受到限制时,各种信号和精心设计的手性敏感脉冲构造会有很高的分辨率,用以辨别各种单体结构。通过综合模拟研究,展示了手性诱导(cl)二维红外技术在研究初期Aβ42聚合过程中的能力,并发掘了使该技术可能成为一种新的实验工具的潜力。

  这一成果在生物医药学领域,特别是在理解老年痴呆症等相关疾病方面,具有重要意义。该研究工作以通讯形式在近期的美国《国家科学院院刊》(Proceedings of National Academy of Science, USA, 2010 107 (36) 15687-15692)上发表。