进化有助于推断出18个跨膜蛋白的形状

研究人员推导出18个跨膜蛋白的形状

哈佛医学院的科学家们开发了算法,使他们能够使用演变作为推测18个跨膜蛋白的三维结构。

药物制造商最想瞄准的分子也是最难研究的:跨膜蛋白。这些蛋白质将我们的细胞连接到他们的环境中以感测,沟通和组织成组织。四分之一的人类蛋白质,跨膜蛋白占所有药物靶标的一半。了解它们的形状对于药物设计至关重要,但解决这些蛋白质的三维结构是生物学最难的谜题之一。yabo124

使用进化作为指导,哈佛医学院的研究人员推导出18个跨膜蛋白的形状。调查结果,首次在线发布5月10日,将在6月22日杂志中报告

“演化技术的进程和排序技术的力量提供了前所未有的机会,”哈佛医学院系统生物学的教练员,高级作者Debora Marks表示。yabo124“这些发现指出了一种快速,准确的方法来了解最有趣,困难的蛋白质,甚至预测其替代构象。”

了解蛋白质分子的三维形状是了解如何在健康和疾病中起作用的关键,以及设计针对目标的药物。通常,蛋白质分子的形状由昂贵和复杂的实验确定,并且对于大多数蛋白质,包括几乎所有跨膜蛋白,这些实验尚未完成。原则上可以单独计算蛋白质的形状。但尽管有一些较小的蛋白质取得有限,但这一挑战基本仍未解决。困难在于天文学大量可能的蛋白质形状。如果没有任何捷径,那将需要一个超级计算机多年来探索甚至是一种小蛋白质的所有可能形状。

所以标记和同事开发了算法 - 一组快捷方式 - 让它们预先使用从保守的进化模式作为原料的信息收集的信息的先前未知的3-D跨膜蛋白结构。虽然18个蛋白质家庭以前没有解决,而且他们已经测试过以前的预测针对已知的蛋白质结构。

“进化方法的一个美丽是它不需要昂贵的计算机或计算机科学家”,“商标说。“这是非常民主化。”

研究人员小心还有其他限制:用于确定蛋白质结构的实验技术,例如X射线晶体学,通常以原子细节更准确。(Marks与实验结构生物学家合作,以测试与这些更传统的技术相结合的方法。)并且,该方法仅在研究人员对大型蛋白质家族的遗传数据时起作用。但是进步脱氧核糖核酸测序产生了预测以呈指数级增长的预测的这种数据的洪流。

“随着序列技术继续在加速速度下产生蛋白质序列信息,调查蛋白质结构宇宙的增加和它们的互动在达到范围内,”研究人员写道。

图像:蛋白质分子的色带模型来自Shutterstock.

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