眾所周知，蛋白質(zhì)是組成人體一切細(xì)胞、組織的重要成分，生物體所有重要的組成部分都需要有蛋白質(zhì)的參與。作為生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，蛋白質(zhì)除了參與催化各類生物化學(xué)反應(yīng)，還在生物體的身體結(jié)構(gòu)、信息傳遞、免疫防衛(wèi)等方面發(fā)揮著重要作用。通常，細(xì)胞內(nèi)外各類生理生化過(guò)程不僅需要特定的功能蛋白質(zhì)，還需要這些蛋白分子形成相應(yīng)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和形狀。因此，蛋白的狀態(tài)直接影響機(jī)體各類生理生化反應(yīng)的進(jìn)行。
以往大量研究表明，蛋白的異常聚集會(huì)給細(xì)胞和生物體帶來(lái)負(fù)面影響。蛋白分子是由不分支的肽鏈組成的，從新合成的肽鏈到具有特定三維結(jié)構(gòu)和生理功能的蛋白質(zhì)，需要復(fù)雜精細(xì)的肽鏈折疊和加工過(guò)程。
在許多情況下，這種“折疊錯(cuò)誤”的蛋白會(huì)喪失原有的生理功能，而且其聚合物對(duì)細(xì)胞有害，會(huì)引起阿爾茨海默氏癥、亨廷頓舞蹈癥、肌萎縮側(cè)索硬化癥等系統(tǒng)病癥。
不過(guò)，近年來(lái)許多研究表明，蛋白聚集會(huì)給生物體帶來(lái)正向作用，能夠調(diào)控細(xì)胞分裂、胚胎的早期發(fā)育、機(jī)體的固有免疫反應(yīng)等過(guò)程。日前，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院計(jì)山明教授課題組近期研究發(fā)現(xiàn)，蛋白聚集具有正向生物學(xué)功能。果蠅對(duì)人體無(wú)害，擁有全面的基因突變體類型、豐富的遺傳學(xué)雜交手段、完備的轉(zhuǎn)基因品系，是做生物實(shí)驗(yàn)理想的材料之一。
計(jì)山明課題組以果蠅為模型，對(duì)果蠅Otu蛋白的酶學(xué)特性和生物學(xué)功能進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，低復(fù)雜度結(jié)構(gòu)域能夠調(diào)控果蠅Otu蛋白的液—液相變過(guò)程，并在Otu“自我聚集”過(guò)程以及去泛素化酶活性中發(fā)揮重要作用。
研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)Otu蛋白的“自我聚集”行為和酶活是一個(gè)可調(diào)控過(guò)程。分子伴侶蛋白Bam與Otu蛋白形成復(fù)合物，促進(jìn)Otu蛋白聚集，增強(qiáng)其去泛素化酶活性，協(xié)助參與對(duì)腸道免疫信號(hào)及壽命的調(diào)節(jié)。同時(shí)分子伴侶蛋白Bam的表達(dá)隨年齡的增長(zhǎng)呈動(dòng)態(tài)性變化，在果蠅成長(zhǎng)和衰老過(guò)程中，Bam的動(dòng)態(tài)變化影響并調(diào)節(jié)了Otu的活性，從而調(diào)節(jié)果蠅壽命。
這一研究表明，蛋白聚集能夠有效維持果蠅腸道內(nèi)的免疫穩(wěn)態(tài)，提高腸道的屏障功能，從而延長(zhǎng)果蠅的壽命。