AlphaFold破解心脏病关键蛋白结构

密苏里大学的科学家们借助AlphaFold，成功绘制出了赋予“坏胆固醇”形态的关键大型蛋白质的结构。这一突破性发现有望转变研究人员和临床医生对全球头号致死疾病的治疗方式。

揭示心脏病关键蛋白的结构，长期以来既是重要的公共卫生目标，也是一个棘手的科学难题。对于密苏里大学的助理教授扎卡里·伯恩森和基思·卡西迪而言，这还关乎个人——两人均有心脏病家族史，这时刻提醒着他们，这项旨在深入理解并最终帮助治疗这种致命疾病的工作意义重大。

“50年来，人们一直想看清这种蛋白质的样子，”伯恩森表示。

这种名为apoB100的蛋白质之所以难以被解析，不仅因为它体积庞大，还因为它与脂肪及其他分子的连接方式极为复杂。ApoB100构成了“坏胆固醇”（科学上称为低密度脂蛋白LDL）的分子支架。

LDL是血液中脂肪的主要运载体，也是导致动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）的关键风险因素，而ASCVD正是全球头号致死原因。揭示其关键蛋白的结构，有望阐明坏胆固醇如何在体内产生危害，为科学家预防和治疗ASCVD提供更优策略。AlphaFold在此项工作中发挥了核心作用。

在密苏里大学，生物化学家伯恩森首先使用冷冻电镜捕获了LDL颗粒的图像。由于图像清晰度不足以原子精度绘制apoB100的结构，伯恩森的物理学家合作伙伴卡西迪转而使用AlphaFold。他利用AlphaFold生成了该蛋白质结构的原子级精度预测，然后通过与冷冻电镜图像数据进行比对，对这些预测结构进行了优化。

卡西迪指出，结合冷冻电镜与AlphaFold双管齐下是取得这项突破的关键：“AlphaFold在此发现中扮演了极其重要的角色，它提供的原始材料使我们得以解读实验结构，这在以前是根本无法实现的。”

最终生成的模型以前所未有的细节揭示了坏胆固醇关键蛋白的结构：一个环绕每个LDL颗粒的笼状外壳，其中包含一条带状结构，确保颗粒在血液中的完整性。了解这一结构为预防、诊断和治疗高胆固醇及ASCVD开辟了新途径，包括能更精准靶向LDL的疗法。这一成果对全球健康的潜在贡献不可估量。

尽管相关应用尚需时日，但揭示apoB100的结构本身已是一项里程碑式的成就，对伯恩森来说更是意义非凡。他说：“AlphaFold上线那周，这是我第一个用它来运算的结构，也是我第一个想用我们那台两层楼高的冷冻电镜去观察的蛋白质。解析apoB100的结构，梦想成真了。”FINISHED
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