科學家揭示蛋白質折疊構象過程

　　據發表在20日《美國國家科學院院刊》上的一項最新研究，美國科學家通過將數據轉換為聲音，揭示了氫鍵是如何在極短時間內促成蛋白質構象，并將氨基酸轉化為功能性折疊蛋白質的過程，為研究蛋白質從未折疊狀態到折疊狀態時發生的氫鍵事件序列提供了獨特視角。

　　為更好了解蛋白質折疊是如何進行的，科學家必須首先確定一串氨基酸如何在細胞的水環境中轉變為最終形式。這一變化過程其實發生得非常快，大約在70納秒到2微秒之間。

　　氫鍵的本質是半徑小又帶正電的氫原子靠得很近時所產生的吸引力。這種相對較弱的吸引力能將蛋白質中不同氨基酸上的原子排列在一起。折疊蛋白質將在其內部形成氫鍵，也與其周圍的水分子形成一系列氫鍵。在此過程中，蛋白質會不斷嘗試不同的構象，這些構象都是蛋白質在形成最終3D結構過程中的“中間形態”。在達成最終構象途中，蛋白質有時會進入“死胡同”，然后它會倒退，直到偶然發現另一條路。

　　為此，研究人員想到將數據聲音化。這是一種將分子數據轉換為聲音的方法，這樣他們就可以“聽到”氫鍵的形成。他們編寫了一個軟件程序，為每個氫鍵分配一個獨特的音調。如果出現正確的氫鍵形成條件，則軟件程序播放與過程對應的音調。總而言之，該程序按順序跟蹤了數十萬個單獨的氫鍵形成過程。

　　大量研究表明，音頻在人腦中的處理速度大約是視覺數據的2倍，而且與用視覺表示的相同序列相比，人類能夠更好地檢測和記住一系列聲音中的細微差異。

　　研究人員表示，將水分子包括在模擬和氫鍵分析中是理解這一過程的關鍵。通過聲學實驗，他們真正了解了水分子是如何進入蛋白質正確位置，以及它們如何幫助蛋白質改變構象，最終使其完成折疊的。