蛋白质构象病与帕金森病关系研究进展

一１２０一ｈｅａｒｔｆａｉｌｕｒｅ．ＨｅａｒｔＦａｉｌｕｒｅ，２００８；１：１７—２４１３ＰａｒｖｉｎｇＨＨｅｔａ１．Ａｌｉｓｋｉｒｅｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｌｏｓａｒｔａｎｉｎｔｙｐｅ２ｄｉａｂｅｔｅｓａｎｄｎｅｐｈｒｏｐａｔｈｙ．ＮＥｎｇｌＪＭｅｄ，２００８；３５８（２３）：２４３３—２４４６１４ＶａｉｄｙａｎａｔｈａｎＳ，ＪａｍｇｕｌａＶ，ＤｉｅｔｅｒｉｃｈＨＡｅｔａ１．Ｃｌｉｎｉｃａｌｐｈａｒｒａａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｓａｎｄｐｈａｒｍａｅｏｄｙｎａｍｉｅｓｏｆａｌｉｓｋｉｒｅｎ．ＣＩ／ｎＰｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔ，２００８；４７（８）：５１５—５３１１５Ｎｏａｕｔｈｏｒｓｌｉｓｔｅｄ．Ａｌｉｓｋｉｒｅｎ：ｎｅｗｄｎｌ昏Ａｒｔｅｒｉａｌｈｙｐｅｒｔｅｎ・ｓｉｏｎ：ｎｏｅｖｉｄｅｎｃｅｏｆｃｌｉｎｉｅａｌｅｆｆｉｃａｃｙ．ＰｒｅｓｃｒｉｒｅＩｎｔ。

２００８；１７（９４）：４７—５０１６ＦｒａｍｐｔｏｎＪＥ，ＣｕｒｒａｎＭＥＡｌｉｓｋｉｒｅｎ：ａｒｅｖｉｅｗｏｆｉｔｓｕｓｅｉｎｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎ．ＤｒＩｌｇＢ，２００７；６７（１２）：１７６７一１７９２１７ＢｒｏｗｎＭＪ．Ａｌｉｓｋｉｒｅｎ．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，２００８；１１８（７）：７７３—．７８４１８ＬａｕｓｔｓｅｎＧ．Ａｌｉｓｋｉｒｅｎ（Ｔｅｋｔｕｍａ）ａｎｅｗｗｅａｐｏｎｔＯｂａｔｔｌｅｔｈｅｓｉｌｅｎｔｋｉＨｅｒ．ＮｕｒｓｅＰｒａｃｔ，２００７；３２（７）：６—７１９’ＩＨＵｅｒＤＭ，ＥｖａｎｇＳＤ，ＴａｄｒｏｕｓＭｅｔ口ＬＦｉｒｓｔｒｅｎｉｎｉｎｈｉｂｉ－ｔｏｒ，ａｌｉｓｋｉｒｅｎ，ｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎ．ＰｈａｒｍＷｏｄｄＳｃｉ，２００８；３０（６）：７４１—７４９（２００９一０２—２４收稿）蛋白质构象病与帕金森病关系研究进展平顶山市第一』．民医院神经内科（４６７０００）杜迎春牛平综述摘要帕金森病是常见的中枢神经系统退行性疾病，以黑质和纹状体多巴胺能神经元进行性缺失及Ｏｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ聚集和Ｌｅｗｙ小体的形成为主要特点，其确切的病因及发病机制尚不清楚。

近年发现蛋白质的构象发生改变可以导致一些所谓的蛋白质构象病，蛋白质结构改变与疾病的关系已成为分子生物学新的研究前沿，蛋白质构象发生改变在帕金森病发病中的作用越来越受到人们的关注。

本文就帕金森病相关蛋白质构象发生改变机制及其之间的相互关系及对帕金森病发病过程的影响研究进展进行综述。

关键词帕金森病；ａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ；Ｌｅｗｙ小体；蛋白质构象病帕金森病（Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’Ｓｄｉｓｅａｓｅ，ＰＤ）是常见的神经变性疾病，主要临床特征是静止性震颤、肌强直、运动减少和姿势平衡障碍等。

主要病理改变是中脑黑质致密部（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｎｉｇｒａｐａｒｓｃｏｍｐａｃｔａ，ＳＮＣ）多巴胺（ｄｏｐａｍｉｎｅ，ＤＡ）生成障碍，残存神经元中出现含ｄ一突触核蛋白（ａ—ｓｙｎｕｅｌｉｅｎ）和泛素（ｕｂｉｑｕｉｔｉｎ，Ｕｂ）蛋白包涵体（Ｌｅｗｙ小体）的形成。

早在２０世纪６０年代Ａｎｆｉｎｓｅｎ提出多肽链的氨基酸序列包含了形成其热力学上稳定的天然构象所必需的全部信息的著名论断以及１９８２年Ｐｍｓｉｎｅｒ在研究库鲁病时提出蛋白质感染颗粒（ｐｒｏｔｅｉｎａｃｅｏｕｓｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓｐａｒｔｉｃｌｅ，ｐｒｉｏｎ）假说以来，人们开始假想蛋白质错误折叠可以引发疾病。

１９９７年ＣａｒｒｅＨ等…首先提出了构象病的概念。

Ｓｏｔｏ等［２１２０００年通过对转基因动物模型的研究为蛋白质的错误折叠与疾病提供了有力证据。

近年来，随着分子生物学及分子遗传学的发展，构象病的概念已被广泛用来描述与蛋白质构象相关的疾病。

研究∞ｏ发现，蛋白质分子的氨基酸序列虽不改变，但其空间结构或构象的改变也能引起疾病。

同时，越来越多的研究¨１表明，一些遗传性疾病是由于基因突变导致了蛋白质的错误折叠，这些突变并不直接影响蛋白质的功能结构域，但由于蛋白质的错误折叠干扰了其正确运输，形成对细胞有毒性作用的聚积物。

这类由于组织中特定蛋白质承受空间结构或构象变化（即蛋白质的错误折叠），进而产生沉淀所引起的疾病称为蛋白质构象病（ｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎ—ｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｄｉｓｅａｓｅ）例。

蛋白质作为生物体的组成成分之一，在物质代谢、机体防御、血液凝固、肌肉收缩、细胞信息传递、个体生长发育和组织修复等方面均有不可替代的重要作用。

具有完整一级结构的多肽或蛋白质，只有当其折叠形成正确的三维空间结构才可能具有正常的生物学功能。

一旦蛋白质形成了错误的空间结构，将丧失其生物学功能，还会引起相关疾病。

迄今已发现２０多种蛋白质的错误折叠相关的疾病万方数据大致可分为３类：由朊蛋白构象变化所引起的疾病、与淀粉样蛋白等相关的神经退行性疾病和抑丝酶家族构象异常所引起的疾病。

神经退行性疾病如阿尔茨海默病（Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ，ｓｄｉｓｅａｓｅ，ＡＤ）、帕金森病（Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓｄｉｓｅａｓｅ，ＰＤ）、亨廷顿舞蹈病（Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ’ｓｄｉｓｅａｓｅ，ＨＤ）、家族性肌萎缩侧索硬化症（ｆａｍｉｌｉａｌａｍｙｏｔｒｏｐｈｉｃｌａｔｅｒａｌｓｃｌｅｒｏｓｉｓ．ＡＬＳ）等，与朊蛋白相关的朊蛋白病（ｐｒｉｏｎｄｉｓｅａｓｅ），抑丝酶家族疾病包括０‘１一抗胰蛋白酶缺乏症、血栓性栓塞症、遗传性血管水肿等均与蛋白质构象发生改变有关∞Ｊ。

目前研究…已发现与ＰＤ发生相关基因有５个，它们分别是ａｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ、泛素羧基端水解酶一Ｌ１（ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｃａｒｂｏｘ—ｔｅｒｍｉｎａｌｈｙｄｒｏｌａｓｅＬ１，ＵＣＨ—Ｌ１）、ＤＪ—ｌ、ＰＩＮＫｌ和ｐａｒｋｉｎ基因，其基因编码的相关蛋白构象改变及它们之间的相互关系而与ＰＤ发生的分子基础、病理特征及形成机制有着密切的关系。

ｌａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ蛋白构象改变及其积聚对帕金森病发生过程的影响１．１ａｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ蛋白的结构Ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ蛋白最初是在电鲟鱼的带电器官中发现的，包括３种分子量为１４—２０ｋＤ的同源蛋白ａｔ一，ｐ一和７一ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ，基因分别被定位于人类同源染色体４ｑ２ｌ（２２），５ｑ３５（２２）和１０ｑ２３（２１）上，所有ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ序列都是类似的¨】。

目前研究一１发现，１一ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ和Ｂ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ仅在脊椎动物表达，Ｓｙｎｕｅｌｅｉｎ蛋白中伐一ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ和ｐ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ主要分布于神经元突触前末梢，尤其在脑内新皮层、海马、嗅球、纹状体、背侧丘脑、下丘脑、黑质及小脑等部位的神经元胞液中含量更加丰富；１一ｓｙｎｕｅｌｅｉｎ则在脑内分布广泛，但在中脑黑质、部分乳腺及卵巢肿瘤中含量更高。

目前研究［１０】表明，仅ａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ存在于帕金森病相关的纤维结构中。

纯化的ａｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ是一种耐热含１４０个氨基酸、分子量为１４ｋＤ可溶性非折叠构象的酸性蛋白，其Ｎ末端２／３的序列可以形成一系列双极性区域，其二级结构在溶液中主要为无规则卷曲，但可转换为ａｔ一螺旋结构，介导其与大量含有酸性磷脂的膜结构及蛋白结合，这将导致其天然构象改变及蛋白本身部分发生折叠；最新研究¨Ｉ】也表明酸性的磷脂液能促进ｑ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ折叠并加速其积聚，这也暗示了帕金森病中错构折叠ａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ可能与其脂质相关结构有关。

１．２ａｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ蛋白的功能．．一１２１・－一ａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ蛋白在动物体内的确切功能还未完全清楚，但已有实验表明它在调节突触可塑性方面发挥着重要作用，ｄ—ｓｙｎｕｅｌｅｉｎ可促进禽鸟学习、神经元的分化、多巴胺释放的上调等过程，并具有分子伴侣样活性的作用。

对伐一ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ基因敲除小鼠模型的研究¨刘中发现，小鼠神经元中突触囊泡数量、特别在囊泡循环池处数量明显减少，但这些基因敲除小鼠在受到高频电刺激时存在黑质纹状体突触末端多巴胺释放反应性增加，这表明ａｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ具有双向调节多巴胺能神经元的功能而维持胞内多巴胺的动态平衡。

另有实验也证明了ａｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ能阻止突触囊泡的过快释放。

Ｐｅｒｒｉｎ¨３Ｊ研究证明ａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ能与细胞膜的亚单位相互作用，并能抑制磷酸脂酶Ｄ２活性等推测，它可能参与调节胞内某些相关代谢或／和膜运输的过程。

Ｃｈａｎｄｒａ等¨４ｏ研究发现ａｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ可以与突触囊泡中具有分子伴侣活性的半胱氨酸链蛋白Ｏｆ．（ｃｙｓ—ｔｅｉｎｅ—ｓｔｒｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎａｔ，ＣＳＰＡａｔ）协同调节ＳＮＡＲＥ复合物（ｓｏｌｕｂｌｅＮＳＦ—ａｔｔａｃｈｍｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｒｅｃｅｐｔｏｒｃｏｍｐｌｅｘ）的形成来保护神经突触末端免受损伤。

１．３与神经细胞毒性作用相关的Ｏｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ构象蛋白形式的机制目前研究ｕ纠发现ＯＬ—ｓｙｎｕｅｌｅｉｎ３个点突变基因Ａ３０Ｐ、Ａ５３Ｔ、Ｅ４６Ｋ都位于与脂质结合的氨基端，推测可能通过破坏０【一ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ与ＤＡ神经元脂质的结合而导致神经细胞变性坏死。

Ｌｅｈｍｅｎｓｉｅｋ等【Ｉ刮发现，ａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ突变、构象改变或过度表达可加速线粒体功能障碍、增强对氧化应激的敏感性以及ＤＡＴ介导的毒性促进细胞死亡。

自然状态下，仅一ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ呈无序的未折叠结构的单体，但在高浓度时，它可转变为淀粉纤维样的？一折叠结构，即被称为初原纤维（ｐｒｏｔｏｆｉｂｒｉｌｓ）的ｄ—ｓｙｎｕ－ｃｌｅｉｎ寡聚体的中间构象，与单体不同，这类寡聚体先呈包含２０～３０个ａｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ分子的圆柱状结构，随后彼此聚合形成链条状，最终转化为稳定的纤维状结构的多聚体，ａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ突变则可增加形成原纤维的倾向，此中间构象不易经泛素蛋白酶体通路（ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｐｍｔｅａｓｏｍｅｐａｔｈｗａｙ，ＵＰＰ）降解，并可与２６Ｓ蛋白酶体上１９ＳＣＡＰ的ｓ６’亚基结合来抑制ＵＰＰ活性，从而导致寡聚体在细胞内大量聚集及Ｌｅｗｙ小体的形成。

此寡聚体可作用于细胞膜引起胞膜的瞬时通透性增加及膜内包含物的外渗，多聚体则可引起高尔基体结构的破坏，导致细胞的凋亡。

研究【９１进一步发现，与家族性帕金森万方数据・－——１２２．．—．病相关的Ｏｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎＡ５３Ｔ及Ａ３０Ｐ突变蛋白与野生型蛋白相比，在体外均可促进寡聚体的形成，Ｄｉｎｇ等Ⅲ１２００２年研究ＰＤ猴、鼠等仪一ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ寡聚体形成后，推测寡聚体可能为某种持续存在的毒素介质。

２００２年Ｎｅｕｍａｎｎ等［１副对ＰＤ转基因果蝇模型研究发现，野生型和突变型的Ｏｔ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ均可通过形成颗粒状和纤维状的不溶物具有毒性，设想仅一ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ寡聚体可能为ＰＤ的早期发病基础，ａ—ｓｙｎｕｃｌｅｉｎ纤维多聚体或Ｌｅｗｙ小体为ＰＤ的晚期发病基础。