鋁對人體生物毒性新分子機制獲揭示

　　中科院上海應用物理所科研人員與中國石油大學教授黃方等合作，采用量子計算、經典分子動力學模擬與同步輻射能譜等譜學實驗相結合的方法，研究了鋁對蛋白結構的影響，提出了一種鋁對人體生物毒性的新分子機制。相關成果日前作為首頁插圖發表于德國《應用化學》雜志。

　　上世紀90年代，有研究證實鋁對人體有害，長期攝入可能導致老年癡呆癥等神經系統疾病，甚至影響兒童的生長、發育和智力。但鋁如何與蛋白作用導致生物毒性的分子機理尚不清楚。

　　上海應物所研究員宋波、高興宇、方海平等，根據鋁具有的離子鍵和共價鍵共存化學特性，提出鋁離子能與神經退行性疾病相關的蛋白骨架上的氮原子、氧原子同時形成化學鍵，導致環狀結構，進而破壞蛋白二級結構，使蛋白產生不可逆的變性和積聚。

　　研究人員以PGK蛋白為例，通過同步輻射能譜、X射線光電子譜（XPS）、圓二色譜（CD）、核磁共振譜（NMR）等實驗證明了該推斷：CD實驗顯示，鋁離子可使PGK蛋白產生不可逆變性、積聚；同步輻射能譜和XPS實驗表明，蛋白積聚物上的鋁離子被顯著還原，與理論計算得到的鋁離子性質相一致；NMR實驗顯示，積聚物的蛋白骨架上存在氮原子與鋁離子的共價鍵。

　　專家認為，鋁離子與蛋白結合、在蛋白骨架上誘導的環狀結構，作為一種新的作用形式，為理解金屬離子與生物分子的作用機理提供了新視角，也對揭示大腦相關疾病的分子機制有重要意義。

　　宋波表示，該研究成果有望在相關疾病的預防、藥物設計以及生物納米技術、環境治理等領域得到廣泛應用。