佩尔尼拉·维通-斯塔夫谢德（Pernilla Wittung-Stafshede）教授是莱斯大学化学与癌症预防查尔斯·邓肯-韦尔奇讲席教授兼得克萨斯癌症预防与研究所学者。（图片来源：Gustavo Raskosky/莱斯大学）
长期以来，科学家认为帕金森病和阿尔茨海默病患者脑中的粘性蛋白质团块只是无用的代谢废物。但莱斯大学一项新研究发现，这些团块可能造成更严重的危害——它们正在窃取脑细胞的能量。
由维通-斯塔夫谢德教授领导、发表于《先进科学》期刊的研究表明：由α-突触核蛋白分子构成的蛋白质团块能够分解三磷酸腺苷（ATP），而ATP是为细胞几乎所有活动供能的主要能量载体。正常情况下，ATP为脑细胞存活和功能提供能量。当这些蛋白质团块开始破坏ATP时，脑细胞可能失去能量来源并最终死亡。
为验证此发现，研究人员在实验室中制备了相同的α-突触核蛋白团块，测试其分解化合物的能力。令团队惊讶的是，这些团块并非如死物般仅会黏附聚集——它们表现得如同微型机器。当ATP附着其上时，蛋白质的某部分会折叠形成小口袋，将ATP困于其中。该口袋内壁带有正电荷，可协助分解ATP分子并在过程中释放能量。
"令人惊讶的是，这些曾被视为垃圾的淀粉样蛋白团块竟能像酶一样切割ATP，"维通-斯塔夫谢德表示，"蛋白质实际会包裹ATP并转化为某种分子机器。"为证实该机制，团队改造了蛋白质以消除口袋内的正电荷。改造后的蛋白质仍能形成团块，却无法再分解ATP，实验确证该特殊口袋是破坏反应的关键。
研究团队还运用冷冻电子显微镜等先进成像技术，在原子层面观察蛋白质与ATP的相互作用。图像清晰显示了覆盖ATP结合位点的盖状结构——正是这一结构将被动团块转化为具有酶活性的结构。这些发现可能改变科学家对帕金森病等脑部疾病的认知。若蛋白质团块不仅是废物，而是主动消耗能量，便能解释为何此类疾病中脑细胞会遭遇严重能量缺失并死亡。该发现还表明团块可能干扰细胞天然清理系统，使大脑更难清除它们。
未来治疗中，科学家或可设计阻断蛋白质团块构型变化或ATP分解的小分子药物。将蛋白质锁定在无害形态有助于保护脑细胞并延缓疾病进展。团队还在真实脑细胞提取物中测试了蛋白质团块，发现其能与多种分子（不仅是ATP）发生反应，表明其活性可能在脑内引发广泛化学损伤。若在活体细胞中得到验证，该发现将为治疗帕金森病和阿尔茨海默病开辟新途径——从源头解决问题而非仅缓解症状。
"我们想阻止疾病在源头发生，而非仅治疗其后果，"维通-斯塔夫谢德强调，"这意味着必须学会在蛋白质破坏脑细胞前中和其有害作用。"
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