用可预测的结构设计的蛋白质

admin 2018-05-18

蛋白质自发折叠成精确构象,一次又一次,通过进化优化。然而,考虑到氨基酸链可能的扭曲次数,决定一个序列如何折叠成可预测的结构是一项艰巨的任务。

研究人员已经能够完成这项壮举。科学家们在“自然&科学”杂志上发表了他们的发现。西雅图华盛顿大学David Baker实验室的一个研究小组设计了五种可靠折叠成预测构象的蛋白质。合成的蛋白质与预测结构紧密匹配。

以前只有一个像这样的蛋白质的例子,它是10年前设计的。计算结构生物学家贝克说,Top7是一次性案例。

他们为麻省理工学院的分子生物物理学家Jery England指出,他们为纳米级装配开发了灵活的构建模块。这项工作由Baker集团的蛋白质工程师夫妻团队Nobuyasu和Rie Tatsumi Koga领导。在观察数千种蛋白质的骨架结构之后,他们开发了一些他们想要测试的直观规则。

蛋白质链从螺旋和二级结构开始折叠成最终的蛋白质形状。根据连接它们的环的长度,可以使这些结构在一个方向或另一个方向上扭曲。通过选择合适的长度,他们可以预测蛋白质折叠的方式。

该团队开发了一系列候选序列,将其折叠成五种结构中的一种。这些结构由该组织的[ail protected]程序审查,该程序使用志愿者的家用计算机运行蛋白质折叠模拟。序列被折叠了数十万次。约10%的序列具有足够稳定的预测结构。获胜的序列不匹配任何已知的天然存在的蛋白质。

合成蛋白质并将其送至新泽西州罗格斯大学,以使用核磁共振(NMR)成像确定其结构。

这些蛋白质是理想的,因为它们是简单的骨架构建体,每个氨基酸优化以折叠成预测的稳定结构。这就是它们与天然蛋白质的不同之处,它们的折叠结构代表了最佳折叠和生物功能要求之间的妥协。

为什么这些蛋白质是从头开始设计的原因是因为天然蛋白质的进化如此精细,以至于难以让骨干进入另一种构象以适应新的功能。

[通过自然]


点赞: