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2019-07-26 16:19:46

镰状细胞形成的方式可能是阻止它们的关键

化学家正在报告关于镰状细胞如何形成的新发现,这不仅可能导致其形成停止,而且可能导致为工业制造均匀尺寸的纳米颗粒的新途径。

休斯顿大学化学系副教授Vassiliy Lubchenko正在报道Nature Communications关于如何形成镰状细胞的新发现。Lubchenko报道,当两个血红蛋白分子形成一个键时,富含血红蛋白的液体液滴在一些红细胞内形成簇 - 但只是短暂地,在千分之一秒左右。

群集如何形成之谜一直困扰着科学家们。在患有遗传性血液疾病(称为镰状细胞病或贫血症)的患者中,异常的血红蛋白分子排列成红细胞内的僵硬细丝,扭曲其形状并使血细胞难以流过狭窄的血管。为了使细丝生长,蛋白质首先聚集成比原子大的微小液滴,但是它们的尺寸很小,在微观和宏观之间以增量计算,称为介观。

“尽管数量相对较少,但是介观群集打了一拳,”Lubchenko说。“它们是镰状细胞贫血纤维或蛋白质晶体等物质的重要成核或生长中心。镰状细胞纤维是导致衰弱和痛苦疾病的原因,而蛋白质晶体至今仍是结构最重要的工具。生物学家“。

纤维不会在任何地方生长。血细胞内蛋白质血红蛋白的特殊中观尺寸液滴引发它们的形成。“事实证明,在你的血细胞内,有少量的血红蛋白液滴比蛋白质的其他细胞更加拥挤,”Lubchenko说。在一个意想不到的扭曲中,这些拥挤的区域也预计会有更多的分子结合在一起形成“二聚体”或二元组,这种类型仅持续一毫秒。

“二聚体是形成介观簇的关键,”Lubchenko报道,他提出预防镰状细胞病的一种方法是阻止大约10万美国人,主要是非洲裔美国人和西班牙裔美国人,这样就可以防止纤维束的形成。他们无法成长。

相同的机制,不同的物质

Lubchenko怀疑“二聚体机制”适用于许多其他类型的蛋白质和可溶性化学物质。制造大量相同尺寸的致密液体或凝胶的微小液滴的能力可能在纳米技术和高度纹理化材料的工业合成中具有应用。Lubchenko和研究员Ho Yin Chan的工作暗示,刻意诱导在液体和固体中形成相似大小的簇可以为制造工业上均匀尺寸的纳米粒子提供单独的途径。

他还推测这些簇的形成表明“生物细胞的前体没有被包裹在膜中,但更像是所谓的无膜细胞器,这种诱人的可能性”,Lubchenko认为这与细观镜片有很多共同之处。集群。

换句话说,他的作品触及的是生命的奥秘。

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