通過計算機模擬和實驗室實驗的獨特結(jié)合，Paul Scherrer研究所PSI的研究人員發(fā)現(xiàn)了新的活性劑結(jié)合位點-例如抗癌-在細胞骨架的重要蛋白質(zhì)上。以前不知道其中的11個站點。該研究今天發(fā)表在《Angewandte Chemie International Edition》雜志上。
蛋白質(zhì)微管蛋白是所謂的細胞骨架的重要組成部分。在細胞中，微管蛋白分子將自身排列成管狀結(jié)構(gòu)，即微管細絲。這些賦予細胞形狀，幫助運輸?shù)鞍踪|(zhì)和更大的細胞成分，并在細胞分裂中起關(guān)鍵作用。
因此，微管蛋白在細胞中執(zhí)行多種功能，并在此過程中與許多其他物質(zhì)相互作用。PSI生物分子研究實驗室的博士候選人，該研究的第一作者TobiasMühlethaler說：“微管蛋白可以結(jié)合數(shù)量驚人的各種蛋白質(zhì)和小分子，可以肯定的是數(shù)百種。”蛋白質(zhì)的功能通過這種鍵來指導。同樣，許多藥物通過微管蛋白停滯并通過例如防止腫瘤中的細胞分裂而起作用。
Mühlethaler解釋說：“在這個項目中，我們解決了這個重要蛋白質(zhì)上總共存在多少個結(jié)合位點的基本問題。”“如果我們發(fā)現(xiàn)新的，這些可能會被用于治療。”
從虛擬到實驗室
在與熱那亞技術(shù)研究所合作進行的計算機模擬中，研究人員梳理了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：他們確定了其他分子可以與微管蛋白很好地對接的位置。這些就是所謂的裝訂袋。隨后，在實際的實驗室實驗中，研究人員試圖驗證這些位置。為此，他們使用了一種稱為片段篩選的方法：從微管蛋白的數(shù)百個晶體開始，研究人員添加了包含分子片段的獨立溶液，這些分子片段是有希望的活性劑的典型前體。在一個小時內(nèi)，微管蛋白晶體能夠吸收盡可能多的碎片溶液。最后，將晶體從液體中撈出，并暴露在同步加速器X射線輻射下。根據(jù)所得的衍射圖樣，研究人員能夠推斷出晶體的結(jié)構(gòu)。因此，可以確定分子片段是否以及在何處與蛋白質(zhì)結(jié)合。
“兩種方法，計算機模擬和碎片篩選都有各自的優(yōu)點和缺點，”生物分子研究實驗室負責人Michel Steinmetz說。“通過結(jié)合它們，我們確保蛋白質(zhì)上沒有結(jié)合位點逃脫我們的搜索。”
標簽： 細胞骨架
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