“电子顺磁共振（EPR）波谱技术是一种非常适合研究aS[α-突触核蛋白]的动力学和构象的技术。”
康斯坦茨大学的一组研究人员正在利用电子顺磁共振（EPR）波谱技术研究帕金森氏症患者大脑中一种固有无序蛋白质——α-突触核蛋白的动力学特性。
在帕金森氏症患者的大脑中经常会发现被称为路易体的聚集蛋白质团。α-突触核蛋白是一种常见于路易体内的蛋白质，被认为在这种疾病的发展中发挥作用。
因此，正在进行的帕金森氏症病理生理学研究的重点是了解路易体的形成方式和原因。1
在生理条件下，α-突触核蛋白是一种无三级结构的内在无序蛋白。科学家认为它能促进多巴胺等神经递质的释放、运输和吸收。
当α-突触核蛋白错误折叠时，会变得不易溶解，并在路易体内与其它蛋白质形成聚集，从而加剧帕金森氏症的发展。然而，目前尚不清楚导致α-突触核蛋白错误折叠的原因。
研究人员认为，如果他们能找到一种方法来防止α-突触核蛋白在路易体内的错误折叠和积聚，也许能够减缓或阻止帕金森氏病的发展。
EPR可以揭示体内蛋白质的动力学信息
电子顺磁共振（EPR）是研究体内蛋白质结构和动力学特性的一种常用方法。
该技术对局部环境非常敏感，研究人员常在特定氨基酸位置用顺磁标记进行自旋标记来观察蛋白质的结构拓扑和动力学，这一技术被称为定点自旋标记（SDSL）。
在SDSL中，当自旋标记在灵活、无序的蛋白质中快速移动时，蛋白质的EPR谱缩减为三个尖峰。
当自旋标记移动非常缓慢或静止时，如在高度结构化的蛋白质中一样，EPR谱中的峰会发生变化并变宽，直到达到其脊谱极限，从而提供相关的结构信息。
利用EPR对α-突触核蛋白进行动力学观察
在利用EPR研究α-突触核蛋白方面，康斯坦茨大学的一个科学家团队一直处于领先地位，他们最近发表了一份详细的SDSL法操作指南，包括自旋标记、样品制备、谱图与数据分析。
自旋标记的蛋白质与它们所需的相互作用伙伴一起培育，然后使用布鲁克的 EMXnano EPR 波谱仪进行连续波EPR分析。采用布鲁克的Xenon软件进行数据处理，EasySpin 5.2.8则被用于数据分析。
这些研究人员还发表了多篇论文，用他们的SDSL法研究α-突触核蛋白及其相互作用。
研究小组已经证明，α-突触核蛋白在与其它物质相互作用时会采用不同的结构，例如，在与线粒体膜结合时采用的是螺旋结构。
他们还证明，在帕金森氏症患者身上发现的α-突触核蛋白的突变版本以及野生型蛋白在细胞内都是固有无序的。
康斯坦茨大学研究人员开发的EPR技术无疑将对正在进行中的研究工作提供支持，以了解健康人和帕金森氏症患者的α-突触核蛋白的动力学特性。
参考文献：
Cattani J, et al. Probing Alpha-Synuclein Conformations by Electron Paramagnetic Resonance (EPR) Spectroscopy’ in ‘Alpha-Synuclein: Methods and Protocols’. Molecular Biology, 2019. DOI: 10.1007/978-1-4939-9124-2_19.
