在诸如阿尔茨海默病或帕金森病等神经退行性疾病中，蛋白质会在人体细胞中积累，错误折叠并聚集成更大的团块。
通常情况下，细胞能够自行清除这些团块。然而，如果某种特定的酶被阻断，这种清理过程将不再起作用。这项由维尔茨堡大学领导的国际研究团队的新研究展示了这一点。新的发现为更好地理解这些过程的分子基础提供了依据。
一种特殊的酶——称为泛素选择性解旋酶p97/VCP——是细胞清除内部畸形或过量蛋白质的主要参与者之一。
这是新研究的核心发现，其结果已发表在《自然通讯》杂志上。
新的发现为更好地理解许多病理过程奠定了基础。它们清楚地表明，阻断这种酶会导致蛋白质错误折叠并形成团块，这可能在阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病等神经退行性疾病中发挥作用。
这项研究由维尔茨堡大学生物中心的生化学家Alexander Buchberger教授领导。JMU生物中心的Bettina Warscheid教授和波士顿哈佛医学院的J. Wade Harper也参与了这项研究。
该研究是在“理解泛素化：从分子机制到疾病”研究生培训小组的框架下进行的。
复杂的蛋白质质量控制系统
大多数生物体（包括人类）的细胞本质上是微小的蛋白质工厂。在这些细胞内不断产生新的蛋白质，组装、运输到其他位置并再次分解。这些过程的平衡非常重要，因为即使是微小的变化也可能导致严重的疾病。
“为了防止这种情况发生，细胞已经发展出复杂的系统来控制蛋白质质量，”Alexander Buchberger解释说。
例如，它们可以将容易聚集的蛋白质收集并隔离在一个笼子状的结构中，称为aggresome。然后，它们会将这些笼子及其内容物分解成更小的部分，并通过各种方式降解——科学术语称为aggrephagy。
“虽然aggresome的形成已经得到了详细的研究，但其蛋白质成分和降解途径迄今尚未得到充分表征，”这位生化学家说。
《自然通讯》的研究改变了这一状况。Buchberger和他的团队证明了aggresome的分解需要多个参与者。其中最重要的是泛素选择性解旋酶p97/VCP。
实验表明，如果研究人员事先阻断了p97/VCP，aggresome将不再分解和被破坏。
“这表明p97/VCP在消除aggresome中的关键功能是将其分解成更小的组分，”该小组得出结论。
许多疾病的潜在触发因素
这些结果在几个方面具有生物医学相关性：一方面，p97/VCP酶的突变会导致神经肌肉退行性疾病，如某些形式的痴呆症和肌萎缩侧索硬化症（ALS）。另一方面，帕金森病也可能是因为细胞内部降解过程受到干扰而引起的。
帕金森病的一个标志是所谓的Lewy小体。这些是神经细胞内的圆形包含物，含有有害的蛋白质沉积物，这些沉积物会扰乱大脑中神经细胞的代谢。它们也可能是不再被细胞分解的aggresome。
因此，研究小组总结说，“我们的发现表明，p97/VCP酶的突变会破坏aggresome的降解。这可能有助于Lewy小体的形成和神经肌肉退行性疾病的发病。”
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