色素性视网膜炎(retinitis pigmentosa,RP)一种导致全世界100多万人失明的退行性遗传疾病,能使许多病人在40岁时失明。Dartmouth医学院的研究人员发现了锌在色素性视网膜炎中的重要的作用。锌是体内一种微量金属元素,锌的量能够决定视觉功能的一种关键蛋白是否能正常折叠。相关文章出现在Biological Chemistry期刊上。
如果锌不能与眼睛里的一种感光蛋白――视紫质结合则能引发色素性视网膜炎。这些发现可以与利用重要的体内微量金属元素治疗多种神经退行性疾病如阿尔茨海默症、帕金森症和肌萎缩性侧索硬化症(Lou Gehrig's)病相媲美。
这项研究首次证明锌在视紫质正常折叠和功能中扮演重要角色,并且如果缺乏这种金属就会导致色素性视网膜炎的发生。文章发表在2004年8月20日出版的Journal of Biological Chemistry (JBC)上,是本周精选论文( "Paper of the Week" )。
“我们已经发现,如果身体内锌量不足或锌结合位点发生突变,视紫质蛋白就会错误折叠并降解,进而引起细胞死亡、视网膜退化最终失明,”Dartmouth医学院的John Hwa博士说。“研究中尤其让人振奋的是,视紫质的这个特点和其它与许多人类神经退行性疾病有关的蛋白质非常相似。‘一种痕量金属对视紫质功能产生重要影响’的事实也可能促进其它破坏性疾病研究的巨大进展。”
视紫质蛋白的工作原理也可能会延伸到它的亲戚――G蛋白偶联受体,这种受体能介导身体内的众多功能,包括视觉、味觉、嗅觉和许多重要的激素反应。
“视紫质是一种原G蛋白偶联受体,”Alekandar Stojanovic说。“它依赖锌的水平容易错误折叠并导致降解的特性可能为许多疾病的研究开辟了新的研究思路。”
Hwa和同事在视紫质与锌的结合位点上和周围发现了一系列的RP突变。而后他们研究了视紫质结合位点上锌的剂量对突变的影响,以确定正常结合视紫质所需的锌剂量,和导致蛋白错叠的锌的水平。人体平均的锌含量为2.3克,仅次于铁元素。
“我们正在逐渐了解日常元素在维持身体中蛋白的正常功能方面的重要作用,”Hwa说。“我想除了视紫质外,研究人员还会发现更多的受痕量金属影响的蛋白和受体,并且将为神经退行性和其它类型的人类疾病的治疗开创一个新局面。”