細胞修復系統能夠分解聚集的蛋白質，現在來自德國的研究人員成功地解碼了對于在人類細胞中分解蛋白質聚集體非常關鍵的基本機制。他們的體外實驗揭示出了聚集體分解為蛋白質分子多階段的生物化學過程。研究結果發布在8月5日的《自然》（Nature）雜志上。

從細菌到人類，所有細胞中的蛋白質都要折疊成它們天然的構象。蛋白質最先合成出來是一段長的氨基酸鏈，它們必須要呈現出一種特定的三維結構，即發生折疊才能具有功能。這種正確折疊的構象或蛋白質內穩態總是面對著內外部影響的風險。損傷蛋白會喪失它們的結構，解折疊并常常聚集在一起。海德堡大學分子生物學中心(ZMBH)主任、德國癌癥研究中心(DKFZ)研究員Bernd Bukau教授說：“如果形成這樣的聚集體，它們會損害細胞，甚至導致細胞死亡，我們在神經退行性疾病如阿爾茨海默氏癥和帕金森病，甚至在衰老過程中都可以看到這種情況。”

Bukau教授說：“損傷蛋白不僅會在衰老過程中聚集。突變或是一些化學、環境壓力導致蛋白質結構發生改變時也會出現這些蛋白質聚集體。諸如環境溫度升高等生長條件發生改變，也可以讓蛋白質喪失它們的結構，發生解折疊。人體不同的器官中形成蛋白質聚集體與包括代謝障礙在內的大量疾病有關聯。”

研究人員表示，當前對于我們的天然防御系統在年輕健康細胞中有效逆轉蛋白質聚集過程機制知之甚少。主要研究人員、Bukau教授研究小組成員Nadinath Nillegoda博士說：“研究人員成功地鑒別出了一個從前未知的、多元件蛋白質復合物，其能夠在體外有效地溶解壓力誘導的蛋白質聚集體。

這一復合物是由蛋白質折疊輔助蛋白——伴侶蛋白（chaperone）所構成，屬于熱休克蛋白70 (Hsp70)系統。這些蛋白也在折疊過程中幫助了其他的蛋白質。研究人員還研究了在蛋白質復合物中調控Hsp70活性的輔助伴侶蛋白。

根據Bukau教授所說，J-蛋白家族的輔助伴侶蛋白至關重要，它們“引誘”了Hsp70折疊輔助蛋白來到蛋白質聚集體處，激活它們精確地作用于它們的靶標。“我們研究工作中的一個重要發現是，兩種類型的J-蛋白必須動態互作才能最大程度地激活Hsp70輔助蛋白來分解蛋白質聚集體。只有這樣才能啟動有力的細胞活動來逆轉這些聚集體。”

來自海德堡理論研究所的科學家們對這一研究進行了計算數據分析。為了設計實驗和整合來自大量實驗的數據，他們開發出了一種特殊的蛋白質與蛋白質對接建模方法，來模擬伴侶蛋白復合物形成。海德堡理論研究所的研究組組長Rebecca Wade指出，這種分子水平的建模對于了解作為伴侶蛋白復合物中兩類J-蛋白協調活性基礎的動態互作至關重要。

Bukau教授說，現在研究面對的挑戰是要了解新發現機制的生理作用和潛能，由此應用來自基礎研究的這些發現，開發出新的治療干預策略。