蛋白质在每一个生物体的细胞中发挥着巨大的功能，在几乎每一个生物过程中都起着关键作用。它们不仅运行我们的新陈代谢、管理细胞信号、负责能量生产，而且作为抗体，它们还是我们免疫系统对抗冠状病毒等人类病原体的第一线工作者。鉴于这些重要的职责，蛋白质的活性受到严格控制就不足为奇了。
有许多化学开关控制着蛋白质的结构，从而控制着蛋白质对不断变化的环境条件和压力的反应。这些开关的生化结构和操作模式被认为是很好的理解。因此，G?ttingen大学的一组研究人员惊讶地发现了一个全新的，但迄今为止一直被忽视的开关，它似乎是生命所有领域蛋白质中普遍存在的调节元件。研究结果发表在《自然》杂志上。
这组科学家研究了一种来自人类淋病奈瑟菌的蛋白质，这种细菌感染会导致淋病，全世界有超过1亿的淋病病例。这种疾病通常用抗生素治疗，但抗生素耐药性的增加构成了严重威胁。为了找到新的治疗方法，他们研究了一种蛋白质的结构和机制，这种蛋白质在病原体的碳代谢中起着关键作用。令人惊讶的是，这种蛋白质可以通过氧化和还原(被称为“氧化还原开关”)来开启和关闭。
科学家们怀疑，这是由两种半胱氨酸氨基酸之间形成的一种常见且成熟的“二硫开关”引起的。当他们在德国汉堡的DESY粒子加速器上破译了蛋白质在“开”和“关”状态下的x射线结构时，他们受到了更大的惊喜。这个开关的化学性质是完全未知的:它是在赖氨酸和半胱氨酸氨基酸之间形成的，有一个桥接的氧原子。
“我简直不敢相信自己的眼睛，”领导这项研究的凯·蒂特曼(Kai Tittmann)教授回忆起第一次看到这种新型开关的结构时说。“我们最初认为，这一定是人为形成的，是实验过程的副产品，因为这种化学实体是未知的。”然而，多次重复的实验总是给出相同的结果，并且对蛋白质结构数据库的分析进一步揭示了还有许多其他蛋白质很可能具有这种开关，显然由于蛋白质结构分析的分辨率不足以确定检测到它而未被早期检测到。
研究人员承认他们运气不错，因为他们测量的晶体可以以极高的分辨率确定蛋白质结构，这意味着这种新的开关不会被错过。
研究人员认为，这种新型蛋白质开关的发现将在许多方面影响生命科学，例如在蛋白质设计领域。它还将为医疗应用和药物设计开辟新的途径。已知许多在严重疾病中具有既定作用的人类蛋白质是氧化还原控制的，新发现的开关也可能在调节其生物学功能方面发挥核心作用。
