生物大分子體系超快光譜研究取得進展

　　最近，美國《國家科學院院刊》以通訊形式刊登了中國科學院大連化學物理研究所莊巍研究組在“使用手性誘導二維紅外光譜中仿真手段分辨初期Aβ42的單體結構”研究中取得的新進展。

　　老年癡呆癥的主要致病原因被認為是致病蛋白(Aβ蛋白)誤折疊后形成纖維狀聚集體并在腦部產生淀粉樣沉淀。研究表明，在誤折疊過程早期，Aβ42單體由多種構象混合而成，這些物種可以按照在特定區(qū)域內典型的特征構型進行分類。理解這一高度無序的構象組合在纖維化早期如何轉化為均一有序的β結構并發(fā)生聚集，對于深入研究老年癡呆癥的致病機理有重要意義。然而盡管這些物種的結構特征不同，但常用的譜學技術對于Aβ蛋白誤折疊早期階段動力學現(xiàn)象研究存在顯著不顯。

　　莊巍等人運用分子動力學模擬并結合二維紅外光譜，研究了上述物種的結構、互變動力學以及它們的光譜特征。結果表明，常用的有序參數(shù)對Aβ42單體的不同構象并不敏感，而普通的非手性二維紅外信號的分辨率也因其對一般有序參數(shù)固有的依賴性而受到限制;而某些精心設計的脈沖序列，由于其對與蛋白各種單體構象手性差異的高度敏感，原則上能夠將這些單體結構分辨出來。這一類手性誘導技術可以被理解為是圓二色光譜技術(CD)在非線性光譜技術領域的拓展，具有比CD更高的光譜分辨率和超高時間分辨率，而能夠追蹤在誤折疊過程中各單體組分含量的變化。這項理論模擬研究展示了手性誘導(CI)二維紅外技術在考察Aβ42聚合過程的潛力，該研究策略有望成為一種新的實驗技術。此工作在生物醫(yī)藥學領域，特別是在理解老年癡呆癥等相關疾病致病機理方面具有重要意義。

　　該研究工作得到國家自然科學基金等的資助。