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在整个蛋白质组中,许多蛋白质易于自组装成病理性聚集体。许多人类神经退行性疾病涉及具有朊病毒类结构域或内在无序区域的蛋白质,这些区域富含天冬酰胺(N)和谷氨酰胺(Q)残基,可促进聚集。例如,含有polyQ的蛋白质的一个共同特征是它们在酵母和高等真核生物中形成聚集体的能力。而细胞也已经进化出蛋白质稳态机制,以防止polyQ扩增蛋白的有害聚集,包括通过泛素-蛋白酶体系统降解和伴侣蛋白去聚集。 至少有9种人类神经退行性疾病与含有polyQ的蛋白质有关。其中,亨廷顿舞蹈症(Huntington's disease,HD)是Huntingtin(HTT)基因外显子1突变引起的,该突变扩张了蛋白质的polyQ延伸。野生型HTT蛋白含有6-35个polyQ重复,即使在压力条件下或衰老过程中也不会聚集。而在亨廷顿舞蹈症患者中,不稳定的polyQ延伸(>35个polyQ)会导致蛋白聚集和毒性。与人类疾病相关的另一种蛋白质是ATXN3,它可以包含多达52个polyQ重复,它们不会形成聚集,然而,一旦超过52个重复的突变polyQ延伸就会触发ATXN3蛋白聚集,导致Machado-Joseph病 2023年10月2日,德国科隆大学的研究人员在 Nature Aging 期刊发表了题为:In planta expression of human polyQ-expanded huntingtin fragment reveals mechanisms to prevent disease-related protein aggregation 的论文。 与动物相比,植物有一个额外的细胞器——叶绿体,这意味着植物有更多的蛋白质稳态机制。这项研究发现,叶绿体蛋白质稳态组分可以防止人类亨廷顿蛋白表达的致病片段的聚集,这揭示了人类蛋白质病的一种潜在治疗干预途径。