Nature：揭示诱发心脏病的关键低密度脂蛋白的具体分子结构

长期以来，被称之为坏胆固醇的低密度脂蛋白（LDL，Low-density lipoproteins）一直都是科学家们关注的焦点，因为其是心脏病发生的主要诱因，但这种微观的麻烦制造者往往会将其内部的运作方式隐藏在错综复杂的迷宫后面。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“The structure of apolipoprotein B100 from human low-density lipoprotein”的研究报告中，来自美国密苏里大学等机构的科学家们通过研究首次揭示了人体中最重要且最复杂的蛋白ApoB100的具体形状和结构，研究人员发现，ApoB100就好像一种分子外骨骼，其包裹着LDL蛋白颗粒并允许其在血液中穿梭。

这一研究发现有望帮助设计新型药物来靶向作用LDL，并能为高胆固醇和心脏病提供更为精准的治疗方法，并有望减少诸如他汀类药物等广泛处方药物的副作用。文章中，研究人员Zachary Berndsen等人利用低温电镜技术进行了深入研究，该技术能利用电子来确定生物性分子的3D结构，研究者表示，这些低温电镜技术能让他们以比传统显微镜更高的分辨率来看到东西，比如，这些研究工具不仅能看到细胞的形状，还能看到单一蛋白质的形状，而这些蛋白质要比典型细胞小数千倍，而这就是他们最近的发现。

人类低密度脂蛋白的低温冷冻电镜重建

随后研究人员通过联合研究利用人工智能技术和高性能超级计算机Hellbender绘制出了一幅更详细的蛋白质图像，这种超级计算机能促使研究人员以创纪录的速度来处理大量数据。研究者Cassidy说道，我们通常会认为胆固醇是纯粹有害的，但总的来讲，其实际上是一种非常有用且有益的分子，且参与了机体全身多种重要的过程，比如产生激素和维持细胞膜的流动性等。

通过将称之为AlphaFold的人工智能神经网络与低温电镜图像进行结合，研究人员就能获得更为详细且更高分辨率的ApoB100蛋白的结构，在理想情况下，这或许就有望开发出更有针对性的策略来降低心脏病相关的风险，且不会干预有益胆固醇给全身带来的健康益处。这一研究发现不仅能帮助研究人员更好地理解机体脂肪和胆固醇代谢的基本方面，而且还能帮助开发更好更具特异性的检测技术和清除有害胆固醇的疗法。

目前最常用的检测机体胆固醇水平的方法并不是很具体，展望未来，如果研究人员能检测出机体血液中ApoB100蛋白的拷贝数，其或许就能作为指示机体心脏病风险更为精准的指标。最后，研究者表示，如今我们正在通过联合研究来弥补当前基本科学研究与未来应用健康效益之间的差距，而本文研究或将给一般人群带来巨大的健康益处。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Berndsen, Z.T., Cassidy, C.K. The structure of apolipoprotein B100 from human low-density lipoprotein. Nature (2024). doi：10.1038/s41586-024-08467-w