你也能为攻克新冠病毒贡献力量( 五 )



你也能为攻克新冠病毒贡献力量
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再比如细菌身上的“尾巴” , 也是一种“机器” , 通过内部提供能量 , 形成旋转运动 , 驱动细菌移动 。

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这还只是一部分简单的蛋白质作用的例子 , 试想一下 , 一个如此复杂的“机器” , 如果零部件的位置装配错误 , 会造成什么样的后果?

为了防止类似的事情发生 , 细胞内存在一种酶 , 能够对“蛋白质折叠”过程起到监督作用 , 让其按照正确的方式折叠;此外细胞还有第二层措施 , 如果发生错误折叠 , 这些错误的蛋白质将会被丢入细胞质进行分解 , 以防止有问题的蛋白质“捣乱” 。

然而人体能够利用20种氨基酸能合成30000多种蛋白质 , 且每一分每一秒都在发生 , 比如正在看这篇文章的你 , 身体内就有无数的机器在运作 。 举个例子 , 全球的机器数量加在一起 , 都不如你的手指尖中机器数量多 。 所以在诸多因素影响下 , 蛋白质错误折叠还是会发生 , 从而引发一系列疾病 。

比如 , 蛋白质错误折叠导致的非溶水性蛋白质 , 最终形成纤维聚集体 , 即淀粉样沉淀物 , 最终导致淀粉样变类型疾病 。 (肾脏疾病、心脏疾病、皮肤疾病等)


再比如 , 某些蛋白质错误折叠后 , 变为毒性蛋白 , 并且具有传染性 , 比较出名的是朊病毒 。 这类病毒即便没有DNA、RNA遗传物质 , 仍具有传染性 , 可最终引起多种疾病 , 例如疯牛病、克雅氏病 。

如果错误折叠的蛋白质发生在神经系统中 , 则会导致神经性疾病 , 该类疾病可以是无家族史、或遗传的 , 随着年龄增加患病率增加(即错误折叠发生概率增加)
, 例如阿兹海默症、帕金森症 。

另外被人熟知的癌症 , 也是由于蛋白质发生错误折叠所引起的 , 比如生成的错误的酶物质引起细胞环境变化 , 导致DNA发生突变等情况 , 致使细胞无限自我繁殖 。

尽管科学家发现了蛋白质折叠与DNA中记录的氨基酸“排列顺序”相关(诺奖获得者Christian B. Anfinsen)
, 以及与各个氨基酸之间的相互作用相关(Levinthal)
, 但蛋白质如何在如此拥挤的“环境”中 , 以微妙级别快速依靠自身完成对应的折叠 , 仍然存在很多谜团 。

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(蛋白质折叠时在实际细胞中所处的环境 , 图中运动速度是现实生物细胞中的1/100万)

蛋白质发生折叠的各种可能性 , 高达10的300次方 , 所以F@h项目就是通过庞大的算力 , 模拟和预估的蛋白质折叠情况 , 为攻克各种医学问题提供帮助 。


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