大分子拥挤环境下天然无折叠蛋白alpha-突触核蛋白的系综构象及聚集机理的核磁共振研究

蛋白质的错误折叠与聚集跟许多疾病的发生和发展密切相关。目前蛋白质的折叠与聚集的研究大多在稀溶液中完成，而细胞内的蛋白质，核酸和多糖等大分子的总浓度高达～300克/升。越来越多的研究表明"拥挤"会影响蛋白质的三维结构，动力学和功能。在"拥挤"环境中，蛋白质聚集的倾向性增强，但分子机制尚不明了。本项目中我们将利用核磁共振方法研究与帕金森病和其它神经退行性疾病密切相关的天然无结构蛋白alpha -突触核蛋白（alpha-Synuclein）在五种具有不同物理化学性质的"拥挤"环境下的构象，通过比较它们与在稀溶液中构象的差别， 探寻alpha-突触核蛋白在类似细胞"拥挤"环境中聚集的分子机制。此项目的开展对于了解细胞内天然无折叠蛋白质构象与功能，设计抑制alpha-突触核蛋白聚集的药物，了解帕金森病的发病及治疗都有重要意义。

本项目在资助期间内发展和探索了研究大分子拥挤环境下天然无折叠蛋白alpha-突触核蛋白的系综构象的核磁共振（NMR）波谱方法，并揭示其加速聚集的分子机制。取得以下成果：1）发展液体核磁共振解析大分子拥挤环境下无结构蛋白的方法，成功将顺磁探针标记技术应用于alpha-突触核蛋白系综构象的解析，并揭示其在大分子拥挤环境下加速聚集机制；2）运用19F-NMR方法结合顺磁探针标记技术解析alpha-突触核蛋白在低盐环境中的系综构象，并揭示了alpha-突触核蛋白初始系综构象对其纤维化路径选择以及纤维化速率的影响。