微小的机械力使生命系统中的蛋白质变形，以使反应更快

研究人员发现，蛋白质在血管内经历的微小剪切力可以极大地提高它们的反应速度。这种效应源于蛋白质大分子形状的改变，甚至可能影响治疗性抗体的作用。

在生存环境中作用于细胞和生物分子的力量可以影响它们的行为。例如，干细胞在一定程度上依靠周围细胞外基质的弹性而分化成为一种特化细胞。细胞内过于密集的蛋白质更有可能转化为与阿尔茨海默病和II型糖尿病相关的淀粉样原纤维。

然而，对这些现象的解释很大程度上局限于生物和化学水平——细胞信号传递和浓度。很少考虑微妙的机械力。虽然机械力化学领域正在研究力对反应的影响，但这些力通常比生命系统中的力大得多——有时大到足以打破化学键。

英国和西班牙的研究人员目前正在研究微小的剪切力——与毛细血管壁施加在血液中的剪切力相当——是如何影响蛋白质反应的。“这些蛋白质在这些力的作用下会局部变形，”解释说旧金山Corzana他在进行分子动力学模拟时发现了什么。“所以它们可能保留了生物活性，但一些被掩盖的氨基酸现在暴露在溶剂中，很容易发生反应。”

该团队还在不同的压力下进行了微流体实验，以氨基酸为目标，试剂在反应时变成荧光。他们的结果与模拟相符，在某些情况下，生物学上合理的剪切应力会导致反应速率增加两倍。“以前人们普遍认为，这种适度的剪切对蛋白质的化学反应作用不大，”他说图诺尔斯剑桥大学的研究员。“但我们的研究表明，情况并非如此。”

剑桥大学的化学生物学家说，对曲妥珠单抗(一种用于治疗乳腺癌的单克隆抗体)的研究表明，“一些抗体可能在剪应力条件下部分分离”岗卡罗对于．“现在诊所里有很多这样的抗体，了解它们的行为很重要，比如在血液循环中。”

物理生物学家评论说:“如果你对蛋白质施加压力，那么里面的东西就会暴露出来，这就会触发之前隐藏的部位的反应，这是很好的想法，但它已经在文献中出现了。塞尔吉Garcia-Manyes英国弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)的研究员。“我认为这里的新发现是，你不需要完全展开蛋白质——一个微小的构象变化就足以引发一些反应。”

丹尼斯·迪斯凯尔他指出，“每一本生物化学教科书都显示蛋白质的构象随温度而变化。”然而，这是指生命系统中不会发生的极端温度变化。他说:“在试管中进行的许多生物化学研究颇有见地，但在生理学上却无关紧要。”“剪切压力效应是相关的——它随着你的心脏的每一次跳动而发生在你体内。”