蛋白質(zhì)分子是生物學(xué)的核心。我們對(duì)蛋白質(zhì)的典型理解是，每種蛋白質(zhì)都有特定的三維形狀，使其能夠發(fā)揮其功能。這種教條受到了內(nèi)在無(wú)序蛋白質(zhì)的挑戰(zhàn)，這些蛋白質(zhì)占所有蛋白質(zhì)的三分之一，盡管它們的形狀在不斷變化，但它們具有核心的生物學(xué)功能。到目前為止，我們對(duì)這類有趣的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性的理解僅基于對(duì)少數(shù)例子的研究。
發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)研究中，哥本哈根大學(xué)生物系的研究人員展示了人體內(nèi)所有(約28000種)無(wú)序蛋白質(zhì)的行為。
“我一直對(duì)內(nèi)在無(wú)序的蛋白質(zhì)著迷，因?yàn)樗鼈兯坪踹`背了蛋白質(zhì)應(yīng)該如何表現(xiàn)的大多數(shù)規(guī)則。在過(guò)去的20年里，我們一直致力于弄清楚這些奇怪的蛋白質(zhì)是什么樣子的，以及是否需要應(yīng)用新的規(guī)則來(lái)描述它們。這是第一次，我們現(xiàn)在能夠研究所有人類無(wú)序蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并開始為這個(gè)分子無(wú)序的世界提供秩序，”PRISM NNF中心主任Kresten Lindorff-Larsen教授說(shuō)，該中心進(jìn)行了這項(xiàng)研究。
PRISM中心的目標(biāo)是將生物物理學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)的計(jì)算方法與細(xì)胞生物學(xué)的方法結(jié)合起來(lái)，研究遺傳變異如何導(dǎo)致疾病。但直到現(xiàn)在，研究人員還不知道大多數(shù)無(wú)序蛋白質(zhì)的樣子，因此甚至無(wú)法開始研究編碼它們的基因突變?nèi)绾慰赡軐?dǎo)致疾病。
這篇新論文的主要作者之一、助理教授Giulio Tesei說(shuō):“直到最近，我們還在逐個(gè)檢查這些無(wú)序蛋白質(zhì)，找到一種更大規(guī)模研究它們的方法至關(guān)重要。我們提出了一種方法，我們可以使用對(duì)無(wú)序蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量來(lái)開發(fā)一個(gè)計(jì)算模型來(lái)預(yù)測(cè)它們的性質(zhì)。由于這個(gè)模型既準(zhǔn)確又快速，我們現(xiàn)在可以看到所有這些。”
值得注意的是，這項(xiàng)研究是由本科生Anna Ida Trolle共同領(lǐng)導(dǎo)的，她說(shuō):“當(dāng)我開始這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，我不知道你通常一次只研究一兩個(gè)蛋白質(zhì)。所以，當(dāng)Giulio和Kresten建議我應(yīng)該研究大約28000種蛋白質(zhì)時(shí)，幸運(yùn)的是，我沒(méi)有意識(shí)到這是一個(gè)多么瘋狂的想法。然而，我們很快找到了一種方法來(lái)生成和跟蹤大量數(shù)據(jù)，并能夠使用它來(lái)研究無(wú)序蛋白質(zhì)的生物學(xué)和進(jìn)化。
Kresten Lindorff-Larsen總結(jié)道:“這是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目，但也是一個(gè)非常有趣的項(xiàng)目，多虧了PRISM中心幾位具有不同專業(yè)知識(shí)的人員的貢獻(xiàn)。我們?cè)趯o(wú)序蛋白質(zhì)的分子特性與其在疾病中的生物學(xué)功能和作用聯(lián)系起來(lái)方面取得了新的進(jìn)展。最終，我們開始理解無(wú)序蛋白質(zhì)的語(yǔ)言。”
參考文獻(xiàn)
Conformational ensembles of the human intrinsically disordered proteome
（文章來(lái)源：mp.weixin.qq.com/s/）
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