文汇报:铝是怎样使人得“老年痴呆”的 上海科学家揭开铝离子结合蛋白骨架谜团

(记者 许琦敏)大家都知道,铝摄入多了,会对神经造成损伤,容易得阿尔茨海默病等神经退行性疾病。可到底铝在人体里做了哪些手脚?却始终无人知道。最近,中科院上海应用物理研究所和中国石油大学利用上海光源开展实验,揭开了其中奥秘:铝离子会牢牢抓住蛋白质骨架上的氮原子和氧原子,对蛋白造成难以扭转的伤害。这种对人体的伤害,可能还不局限于神经系统,科学家正准备进行全面排摸    铝并不在人体所需的各种微量金属元素的名单上,进入人体的铝,几乎都来自各种添加剂,以及环境污染。该所水科学实验室研究员宋波解释,因为铝有双面性——它既可以丢失电子,变成离子,遨游水中,又可能与一些非金属元素的电子手拉手,形成无法溶于水中的牢固组合。而蛋白质骨架上,就有大量氮、氧原子,当铝离子遇上它们时,就会冲破水分子的包围,与它们来,形成一种环状结构。这样一来,蛋白质的结构就会被附着上来的铝破坏,无法再行使原来的使命。 

此前,科学家一直不知道铝到底在人体内动了哪些手脚,这次利用上海光源高质量的同步辐射光,结合生物物理实验和理论分析,科学家终于看到了铝如何破坏蛋白质结构的过程。宋波说,相对于铜、铁、锌等人体所需的金属元素,铝与蛋白质骨架的结合能力强很多。

由于结合方式特别,所以铝一旦进入人体,就很难被清除掉。该课题的宋波、黄方、高兴宇、方海平等研究人员认为,目前科学家已发现铝离子与神经末端的蛋白质结合后,会阻碍神经信号的传递,导致神经系统退化。但它对身体的伤害,很可能不止于神经系统,下一步科学家准备好好排摸一下它到底还有哪些危害,例如与糖尿病、贫血症、肾功能衰竭等等的关系。

铝离子与蛋白结合、在蛋白骨架上诱导的环状结构,作为一种新的作用形式,为理解金属离子与生物分子的作用机理提供了新视角,也对揭示大脑相关疾病的分子机制有重要意义。此研究成果有望在相关疾病的预防、药物设计以及生物纳米技术、环境治理等领域得到广泛的应用。相关研究结果作为首页插图发表于《德国应用化学》。(原载于《文汇报》 2015-2-11 06版)