奇异，极度混乱的蛋白质是伪装的英雄–保护其他蛋白质

诸如干燥，刺激性化学物质或热之类的损坏（红魔）通常会导致蛋白质变得不稳定并失去其适当的形状和功能（左侧，橙色）。东京大学的研究人员表征了Hero蛋白（粉红色，紫色，绿色），长而柔软的蛋白，可以保护其他蛋白（右侧，橙色）。

对耐热蛋白类别的新研究显示出异常的形状和预防与神经退行性疾病有关的危险团块的能力。

东京大学的研究人员发现了一组新的蛋白质，这些蛋白质以其异常的形状和在实验室实验中防御与神经退行性疾病相关的蛋白质团块的能力而著称。Hero蛋白质具有耐热性，并在昆虫和人类的动物中广泛传播。

大多数蛋白质具有明确的折叠和扭曲，形成了刚性结构，但新型蛋白具有长而柔软的线状结构。研究人员在果蝇中发现了这些奇怪的蛋白质中的第一个，并使用非正式的日语单词（弱或不僵硬）以及通常附加在男孩名字“ hero-hero kun”上的小巧后缀来命名。

多年后，研究人员意识到这个名称也符合英勇的捍卫者“英雄”的英语含义。

UTokyo小组现在报告说，Hero蛋白可以保护其他蛋白，将果蝇的寿命延长30％，并保护果蝇和实验室生长的人类运动神经元免受危险的蛋白质团块的侵害，就像在神经退行性疾病患者中观察到的那样。

一个不太可能的发现

Hero蛋白质是在2011年左右偶然发现的，当时当时的研究生岩崎慎太郎遇到了一种异常耐热的蛋白质，该蛋白质提高了Argonaute的稳定性，Argonaute是实验室研究的核心蛋白质。岩崎现在在RIKEN领导自己的实验室。

细胞的液体部分（裂解物）在常温下（左）是透明的，但在煮沸后（中心）会变浑浊。在研究人员高速旋转离心管后（离心），浑浊的液体在离心管底部分离成白色团块，由正常蛋白质组成，该蛋白质由于加热而变得不稳定且折叠错误，而剩下的澄清液体则含有不受热量影响（右）。杰出的Hero蛋白是剩余的透明液体的一部分，并由东京大学的研究人员进行了研究。

“知道一种奇怪的，异常无序的耐热蛋白改善了Argonaute的行为，真是太酷了，但是它的生物学相关性尚不清楚，而且，该蛋白的序列似乎与其他任何东西都不相关。因此，我们不知道下一步该怎么做，只是等到几年后才决定将其搁置。”研究实验室负责人，发表在《 PLOS Biology》上的论文的最后作者Yukihide Tomari教授说。

最终，Tsuboyama Kotaro看到了英雄英雄坤蛋白的崭新光影，最初是在他以博士生身份加入实验室后，现在是博士后研究员。

变相英雄

具有相似功能的蛋白质即使在不同物种之间也通常具有相似的氨基酸序列。专家称这种进化保护。

Tomari的团队在首次发现Hero-Hero Kun时就缺乏进化保护，这似乎是Hero蛋白的定义特征，因此很难预测其功能甚至特性。

为了揭示更多Hero蛋白的真实身份，研究人员在实验室中培养了人类和果蝇细胞，从细胞中提取了提取物，然后将其煮沸。

高温通常会削弱支持蛋白质结构的化学相互作用，导致其与其他未折叠的蛋白质一起展开并结块。

“蛋白质通常受热破坏，但我们发现，即使在95摄氏度[203华氏度]时，Hero蛋白仍保持完整，而不会失去功能。有点奇怪，这就是为什么我认为以前没有人仔细表征过这些蛋白质，” Tsuboyama说。

接下来，研究人员使用一种称为质谱的分析技术来识别煮沸的试管中残留的任何蛋白质。

他们在果蝇和人类中发现了数百种Hero蛋白。

救援英雄

Tsuboyama选择了6种Hero蛋白进行详细研究。

当六个Hero蛋白中的一些与其他“客户”蛋白混合时，尽管高温，干燥或刺激性化学药品通常会破坏它们，但这些客户仍保持其形状和功能。

在使用实验室生长的人类运动神经细胞的实验中，高水平的Hero蛋白阻止细胞形成神经退行性疾病肌萎缩性侧索硬化症（ALS）的蛋白团块，并恢复其正常的生长方式。

大型果蝇敏感的眼睛通常被用作疾病模型，因为它们会因引起人类神经变性的突变而变形。研究人员观察到，增强Hero活性可以保护果蝇的眼睛免受与ALS相关的蛋白质团块引起的变形。相反，消除正常的Hero活动会导致蝇眼发育的缺陷。

此外，研究人员发现有证据表明，当英雄蛋白对健康果蝇进行基因修饰后，它们的整个体内均含有高水平的英雄英雄蛋白时，它们可以提高寿命。值得注意的是，某些Hero蛋白使果蝇的寿命延长了约30％。

Tomari说：“似乎Hero蛋白天然存在，可以使其他蛋白满意。”

未完待续…

“我们看到了许多积极的影响，但是到目前为止，在能够稳定所有客户蛋白质的六种Hero蛋白质中，我们还没有发现任何'超级英雄'。Tsuboyama说：“某些Hero蛋白对某些客户有益，而另一些对其他客户有利。”

研究人员正在计划未来的实验，以识别关于哪种Hero蛋白协助生物体中的哪种客户分子的任何模式或规则。

“从长远来看，我们希望Hero蛋白可用于生物技术和治疗应用，” Tomari说。

参考：Tsuboyama Kotaro Tsuboyama，Tatsuya Osaki，铃木Eriko Suzuki-Matsuura，Hiroko Kozuka-Hata Yuki Okada，Masaaki Oyama，Yoshiho Ikeuchi，Ishisaki Shintaro和Yukihide Tomari提出了“广泛的耐热隐蔽蛋白（Hero）蛋白家族，以防止蛋白不稳定和聚集” ，2020年3月12日，PLOS Biology.DOI：
10.1371 / journal.pbio.3000632