许多疾病都是因为不正常堆积不需要的蛋白而导致,一般来说,正常细胞会利用一项称为”proteasome”的酵素将这些不必要蛋白切成小片段而除去;一般认为proteasome是无法自行作用的,而研究发现,于帕金森式症及许多癌症中,proteasome可以独立自行分解受质。
细胞周期的行进,正常是透过在细胞周期中的特定点分解特定的蛋白来加以控制的,而在癌细胞中,这样的过程较为快速且不会停止,如果我们能抑制proteasome的功能,或许便可以预防细胞进行细胞周期及细胞生长,进而预防癌症。
Proteasome出现在所有的高等生物细胞中,它的活性位置被包含在带有闸门的圆柱状中以避免正常细胞蛋白的进入,因而保护正常蛋白不被摧毁,多年来,科学家们都认为proteasome仅会分解那些带有”死亡标签”,即polyubiquitin,的蛋白(polyubiquitin会将损毁蛋白导引至一复合体并将闸门开启),然而新的发现证实有些重要的受质是不需要被冠上polyubiquitin标签就可以开启闸门进入活性圆柱区而被分解的。
科学家们利用生化方法纯化帕金森氏症中的关键蛋白---α-synuclein,α-synuclein蛋白是Lewy body的成份,而Lewy body是中脑黑质退化多巴胺细胞中的神经内包含体。一般认为此α-synuclein变性蛋白于患者体内是因为不被分解造成脑内堆积,进而引起神经细胞死亡,因而出现帕金森氏症的;而有另一方的说法认为,α-synuclein和14-3-3的复合物才是大脑神经细胞退化的病因,尽管α-synuclein在大脑中的作用目前尚不清楚,但是它可能对大脑具有保护作用。有趣的是,此研究发现proteasome可以将α-synuclein自中间切断,这样的结果让我们联想:帕金森氏症患者脑中的病理性沉积状态究竟是如何?这项研究结果又提供了预防及治疗帕金森式症及许多癌症机制的进一步线索。