人們通常認為，疾病是由異物（細菌或病毒）入侵人體引起的，但影響人類的數百種疾病，其實是由細胞蛋白質生成錯誤引起的。美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校領導的團隊最近利用尖端技術，破解了基于碳水化合物的代碼，該代碼控制某些蛋白質的正常形狀，而正常的蛋白質形狀才能使人體保持健康。研究發表在最新《分子細胞》上。

蛋白質（紅色）與聚糖（藍色和綠色）結合糖基化。圖片來源：馬薩諸塞大學阿默斯特分校

科學家曾認為，控制生命的唯一密碼是DNA，但近幾十年來，人們認識到還有其他代碼在起作用，特別是在構建復雜折疊的分泌蛋白方面，這些蛋白在人類細胞的蛋白質工廠內質網（蛋白質折疊開始的地方）中產生。大約7000種不同的蛋白質（占人體所有蛋白質的1/3）在內質網中制造。分泌蛋白質負責從人體的酶到免疫和消化系統的一切，必須正確折疊才能使人體正常運作。

而一種稱為“伴侶”的特殊分子，有助于將蛋白質折疊成最終形狀，同時其還能識別錯誤折疊，并在它們造成損害之前“解決”它們。

“伴侶系統”的發現，歸功于糖蛋白組學和質譜分析，但研究人員希望其還能夠回答25年來一直懸而未決的問題：“伴侶”如何知道7000種不同的蛋白質折疊哪些是正確的？

此次研究給出的答案，涉及一種被稱為UGGT的“內質網守門人”酶，以及一系列稱為N-聚糖的碳水化合物標簽，這些標簽與蛋白質氨基酸序列中的特定位點相連。

研究人員使用CRISPR編輯后的細胞修改了“伴侶”網絡，同時開發了創新的糖蛋白組學技術。他們發現，UGGT酶把糖放置在特定位置來“標記”錯誤折疊的蛋白質。這是一種代碼，“伴侶系統”可讀取它，接著準確確定折疊過程中出現問題的位置以及如何修復。

這一結果為最終治療由錯誤折疊蛋白質引起的數百種疾病打開了大門。

總編輯圈點：

蛋白質折疊是個迷人的課題。在行使功能時，蛋白質會在短時間內折疊成特定的三維結構。對蛋白質結構的解析和預測，可以幫助人們在分子層面理解生命活動的機理。人們已經發現，伴侶系統能指導蛋白質折疊成最終形狀，還能識別錯誤的折疊并加以修復。本文研究發現，UGGT酶把糖放置在特定位置來“標記”錯誤折疊的蛋白質，伴侶系統可讀取這段代碼。很多疾病恰恰是由錯誤的折疊引起，了解伴侶系統如何識別錯誤，也就為人類解決類似問題開辟了道路。