Language
Country/Area
No result found
從抗病毒到細胞分裂：共軛螺旋在生物學中的驚人角色是什麼？
共軛螺旋是蛋白質中的一種結構特徵，由2-7條α螺旋像繩索一樣捲在一起。這種結構在大約5-10%的蛋白質中被發現，並承擔著多種功能。作為蛋白質之間相互作用最廣泛的細節之一，共軛螺旋在生物學研究中扮演了不可或缺的角色。
發現歷程
共軛螺旋的概念在α-角蛋白的研究中曾一度引發爭議。林努斯·保林和法蘭西斯·克里克幾乎在相同時間獨立達成了這一結論。1952年夏天，保林造訪了克里克所在的英國實驗室，雙方交流了各種話題。當克里克詢問保林是否考慮過共軛螺旋時，保林表示曾經思考過此問題。隨後，保林在返回美國後繼續該領域的研究，並於10月向《自然》雜誌提交了一篇長篇手稿。
「共軛螺旋的研究揭示了蛋白質結構與其功能之間的深厚聯繫。」
克里克認為保林抄襲了他的想法，並於幾天後也向《自然》提交了一篇較短的文章。最終，在反覆的通信與爭議後，克里克的實驗室宣稱兩者皆獨立達成該結論，並未發生智識竊取。
分子結構
共軛螺旋通常包含一種重複模式——hxxhcxc，即疏水性（h）和帶電（c）氨基酸殘基的重複，被稱為七肽重複序列。在七肽重複序列中，a和d位置通常由疏水性氨基酸如異亮氨酸、亮氨酸或纈氨酸佔據。將這些重複序列折疊成α螺旋結構，使來自相互捲繞的α螺旋呈現出一種「條紋」狀的疏水性殘基，並形成一個具有兩親性的結構。
「共軛螺旋的緊密包裝，為其提供了強大的熱力學驅動力。」
α螺旋的排列可以是平行或反平行，並通常採用左手超螺旋的形式。儘管不常見，仍然可以在自然界和設計的蛋白質中觀察到少量右手共軛螺旋的存在。
生物學角色
由於共軛螺旋結構遍布多種蛋白質，因此在細胞中協助履行各種功能，主要目的是促進蛋白質之間的互動，並保持它們或者其區域的聯結。這些功能的特徵包括膜融合、分子間距、寡聚體標記、囊泡運動和細胞結構等等。
膜融合
共軛螺旋域在HIV感染中扮演了重要角色。當三個gp120的亞基與CD4受體和核心受體結合時，病毒進入CD4陽性細胞。gp120和gp41通過范德華力相互關聯。最終，gp41 N端的融合肽序列固定在宿主細胞上，並透過一個彈簧發條機制使病毒與細胞膜充分接近，從而促進融合。
作為分子間隔器
共軛螺旋的結構也可作為細胞內部的分子間隔器，長度高度保守。這些間隔器的功能是防止蛋白質區域間不必要的相互作用或在細胞內部介導囊泡運輸。比如T. maritima中的Omp-α便是例子。
作為寡聚體標記
由於其特定的互動性，共軛螺旋可用作「標記」，穩定或強化特定的寡聚體狀態。研究表明，共軛螺旋的相互作用可驅動BBSome的BBS2和BBS7亞基的聚合。
生物醫學應用
共軛螺旋作為簡單設計且功能多樣的建構塊，近年來被應用於許多納米結構的研發。它們在藥物遞送、組織再生、蛋白質摺疊等領域具有潛在價值。
「共軛螺旋可為藥物遞送系統提供穩定性和特異性，增強治療效果。」
此外，利用共軛螺旋的寡聚體能力，可以增加疫苗中的抗原顯示，從而提升其效果。然而，要克服穩定性方面的挑戰，仍需持續探索和研究。
從抗病毒的應對策略，到細胞分裂過程的協調，共軛螺旋在生命科學中的重要性不容忽視。未來，這一結構的潛在應用可能會為我們解開更多生命奧秘的面紗，您準備好探索這一無窮可能性了嗎？
