蛋白质折叠有多快？新技术首次实时捕捉折叠瞬间

本文报道了一项突破性研究：科学家首次在单分子水平上直接测量了普通蛋白质折叠成其功能性三维结构所需的时间（即“跃迁路径时间”）。以往只能估算整体折叠耗时（含大量失败尝试），但真正完成折叠的瞬间极短，难以捕捉。研究团队通过改进单分子荧光光谱技术，将时间分辨率大幅提升：他们在蛋白质两端分别标记绿色和红色荧光染料——绿色染料自发发光，红色染料仅在接收绿色染料能量转移后才发光；当蛋白质链开始折叠、两端靠近时，能量转移启动，红光亮起，从而精确标定折叠发生的时刻。为增强微弱信号，团队还设计了纳米级微孔阵列光学器件来放大荧光。最终成功观测到8个蛋白质分子的瞬时折叠过程，发现折叠时间普遍短于1微秒，且与蛋白质长度或氨基酸序列无关。这挑战了传统认知——人们曾以为结构越复杂折叠越慢；相反，蛋白质展现出惊人的折叠高效性，甚至优于结构相对简单的DNA。该发现有助于深入理解错误折叠导致的疾病（如癌症、神经退行性疾病），因为蛋白质功能完全依赖其正确三维构型，而初始状态只是一条松散的氨基酸长链（被形象比喻为‘一根意大利面条’）。