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英國學(xué)者設(shè)計(jì)全新微蛋白結(jié)構(gòu)

更新時(shí)間:2018-07-18點(diǎn)擊次數(shù):1795

學(xué)術(shù)刊物自然出版集團(tuán)旗下子刊《Nature Chemical Biology》雜志在線發(fā)表了英國布里斯托大學(xué)Derek N Woolfson研究員和Emily G Baker研究員的一篇研究論文,論文報(bào)道研究組設(shè)計(jì)出一種比天然蛋白小很多的微蛋白,借此可以對(duì)蛋白質(zhì)形成折疊結(jié)構(gòu)并保持穩(wěn)定的分子作用力“一探究竟”,為設(shè)計(jì)生物醫(yī)藥所需的微小蛋白和微小分子等基本結(jié)構(gòu)開辟了全新路徑。

天然蛋白質(zhì)具有一系列至關(guān)重要的生物功能,比如幫助植物將光能轉(zhuǎn)換成糖分,幫助人類將氧氣從肺部運(yùn)往肌肉,幫助糖類與氧氣結(jié)合以提供肌肉正常活動(dòng)所需的能量等。為執(zhí)行這些任務(wù),蛋白質(zhì)必須折疊成特定的3D結(jié)構(gòu),即氨基酸按照一定序列形成肽鏈,再將肽鏈中疏水性殘基包裹進(jìn)分子內(nèi)部,折疊成具有活性的3D結(jié)構(gòu)。但經(jīng)過數(shù)十年的努力,科學(xué)家們?nèi)詻]有詳細(xì)理解蛋白質(zhì)折疊的過程,以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)如此穩(wěn)定的背后機(jī)制。

現(xiàn)在,布里斯托團(tuán)隊(duì)的研究有望解決這一難題。他們讓兩種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)——α螺旋和聚脯氨酸Ⅱ螺旋結(jié)合,形成“PPα”微蛋白。接著,他們將這一微蛋白進(jìn)行“拆解”發(fā)現(xiàn),兩種螺旋結(jié)構(gòu)相互纏繞后,其內(nèi)氨基酸能通過“紐扣作用”緊密結(jié)合在一起。

研究團(tuán)隊(duì)用非天然氨基酸取代“PPα”內(nèi)部分氨基酸后還發(fā)現(xiàn),除了疏水性作用外,微蛋白保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定還與CH-π作用息息相關(guān),即一種螺旋的CH基團(tuán)與另一種螺旋內(nèi)的芳環(huán)基團(tuán)之間存在相互作用。他們也在數(shù)千種天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了這種CH-π作用,這意味著,CH-π作用為開發(fā)新藥提供了新的潛在靶點(diǎn)。

Emily G Baker博士認(rèn)為,他們的新研究不僅對(duì)蛋白質(zhì)折疊和穩(wěn)定的基礎(chǔ)性研究意義重大,還能指導(dǎo)科學(xué)家設(shè)計(jì)改造出全新的蛋白質(zhì)和藥物分子,為生物技術(shù)和生物醫(yī)藥應(yīng)用開辟的研究路徑。

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