天然构象的蛋白质能够通过自组装形成淀粉样蛋白聚集体。这些聚集体最初被广泛关注，因为它们是多种神经退行性疾病的病理标志物和关键致病因子，如阿尔茨海默病中的Aβ淀粉样聚集体和帕金森病中的α-synuclein病理聚集体，它们在相关疾病的发生和发展中发挥关键的病理作用。在过去二十多年的研究中，人们发现不同的淀粉样蛋白聚集体不仅在疾病条件下展现病理毒性，而且在生命过程中也执行多种生物学功能。淀粉样蛋白的聚集为它们赋予了与天然构象不同的全新功能和活性。因此，深入理解淀粉样蛋白动态组装聚集的分子机制以及蛋白聚集体结构如何决定其功能具有重要的科学价值和意义。

最近，刘聪研究员应邀在WILEY全新学术期刊《聚集体》(Aggregate)（即时影响因子17）上发表了一篇题为“Protein amyloid aggregate: Structure and function”的综述文章。在这篇综述中，作者系统地总结了淀粉样蛋白聚集体的结构与功能之间的内在联系。文章以淀粉样纤维为重点，描述了不同淀粉样蛋白自组装形成的淀粉样纤维所共有的结构特征（图1），并在原子结构层面介绍了淀粉样纤维形成过程中关键的分子相互作用模式和主要驱动力。

图1. 淀粉样纤维的结构组织和形态

   进一步基于淀粉样纤维的原子结构，作者详细阐述了不同结构如何使纤维在生理和病理条件下发挥不同的功能。文章总结了淀粉样纤维聚集体结构特征为其赋予五种代表性的生物活性和功能：1）作为模板诱导天然构象蛋白组装成纤维聚集体的功能；2）机械力和表面电荷簇介导的功能；3）提供可控性动态组装/解组装支架的功能；4）在细胞信号转导中作为信号放大器的功能；5）作为受体识别与结合增强器的功能（见图2）。在这一部分，作者解释了淀粉样纤维结构知识如何有助于理解其不同功能活性以及在各种疾病中的病理作用。

图2. 淀粉样蛋白纤维聚集体具备的不同生理或病理活性

此外，作者讨论了淀粉样纤维的独特结构特征——“原子结构高度多态性”，以及它在理解淀粉样纤维结构与功能关系中的重要性。在不同的神经退行性疾病中，同一病理蛋白可能会形成不同构象的淀粉样纤维。例如，从帕金森病患者和多系统萎缩患者大脑不同区域提取的α-synuclein纤维在结构上存在差异。这可能是导致不同神经退行性疾病病理异质性的原因之一。最后，作者强调了采用和整合新方法深化淀粉样纤维结构功能研究的重要性，并指出了基于淀粉样纤维功能性进行生物纳米材料设计和应用的潜力。

本综述论文的第一作者为交叉中心的博士研究生徐千惠、马烨阳和孙云鹏，通讯作者为中科院生物与化学交叉研究中心的刘聪研究员。

文章链接： https://doi.org/10.1002/agt2.333