颠覆教科书：打破50年来的认知，DNA同义突变会影响蛋白质折叠，进而影响细胞生长-轻识

蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分，是生命的物质基础，也是生命活动的执行者。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%，最重要的还是其与生命现象有关。

但是，蛋白质只有在正确折叠成特定的三维结构时才能发挥作用。错误折叠的蛋白质会导致许多疾病，包括囊性纤维化、青少年白内障、阿尔茨海默病和多种癌症。

蛋白质结构可以分为四级。

1、一级结构（primary structure)：氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序称为蛋白质的一级结构，每种蛋白质都有唯一而确切的氨基酸序列。

2、二级结构（secondary structure）：蛋白质分子中肽链并非直链状，而是按一定的规律卷曲（如α-螺旋结构）或折叠（如β-折叠结构）形成特定的空间结构，这是蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构主要依靠肽链中氨基酸残基亚氨基（—NH—）上的氢原子和羰基上的氧原子之间形成的氢键而实现的。

3、三级结构（tertiary structure）：在二级结构的基础上，肽链还按照一定的空间结构进一步形成更复杂的三级结构。肌红蛋白，血红蛋白等正是通过这种结构使其表面的空穴恰好容纳一个血红素分子。

4、四级结构（quaternary structure）：具有三级结构的多肽链按一定空间排列方式结合在一起形成的聚集体结构称为蛋白质的四级结构。如血红蛋白由4个具有三级结构的多肽链构成，其中两个是α-链，另两个是β-链，其四级结构近似椭球形状。

同义突变（或沉默突变）是DNA 片段中某个碱基的突变并不改变其所编码的氨基酸。其原因在于该位置的密码子突变前后为简并密码子。如：CTA与CTG 均编码亮氨酸，若A突变为G则该变异为同义突变或“沉默突变”。

长期以来，科学家们一直认为沉默突变不会影响到其所翻译的蛋白质的正确折叠过程以及蛋白质的结构和功能。

因此，即使同义突变几乎占基因序列突变中的一半，也往往被无情地忽视。

然而，2020年2月18日，美国Notre Dame大学的研究人员在美国科学院院刊 PNAS杂志发表了题为：Synonymous codon substitutions perturb cotranslational protein folding in vivo and impair cell fitness 的研究论文。

该研究证实，基因的这些“沉默突变” 竟然会导致蛋白质折叠的改变，进而损害细胞功能。