了解蛋白质动力学和细胞过程调节的新方法

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细胞过程通过赋予活性或非活性功能的蛋白质形状之间的平衡来调节。在细胞调控的复杂性中,蛋白质的优选形状(或构象)通常取决于另一个分子(称为效应物)的结合,因此意味着相同的蛋白质可以根据其结合的效应物发挥不同的功能。在分子水平上,蛋白质功能因此转化为蛋白质动力学,这是所有细胞过程发展的关键,从细胞分裂到能量供应和细胞命运决定。

巴塞罗那 IRB 分子建模和生物信息学实验室的 Modesto Orozco 博士领导的研究人员开发了一种新的计算程序,可以发现和量化功能性蛋白质的形状,从而揭示细胞过程的分子细节。这项工作的重点是变构调节下的蛋白质,这意味着它们形状的变化发生在远离效应器结合位点的区域。

使用这种方法,科学家们研究了腺苷酸环化酶 (AC) 的调节,这是一种参与控制多种细胞过程的关键酶,包括调节多种激素的作用和调节能量代谢。这项工作揭示了 AC 功能动力学的一种非常简单的 ON/OFF 调节。

“我们提出的方法可用于更好地了解变构调节下潜在的任何细胞通路的调节过程(这是大多数),并且对制药和生物技术应用具有深远的影响,”Orozco 博士解释说,他也是一名高级研究员。巴塞罗那大学生物学院教授。

建立在先前关于共同进化信息的工作的基础上

新提出的方法基于分子建模和生物信息学实验室以前专注于协同进化信息的工作。多序列比对可用于跟踪蛋白质的进化历史,可以检测共同进化的氨基酸位置,然后可以使用此信息来推动对天然和替代蛋白质结构的搜索。

“我们的工作利用共同进化信息来降低蛋白质-蛋白质调节中所有可能形状的复杂性,从而减少噪音并将我们的注意力集中在少数功能形状上,因此我们可以量化,”Francesco Colizzi 博士说,首先该研究的作者。

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