研究人员发现了定制蛋白质界面的分子“附加物”
美国和德国的研究人员刚刚发现了一种以前被忽视的蛋白质分子,它们可能是蛋白质如何在活细胞内相互作用以实现特殊功能的关键。
研究人员在蛋白质界面的外边缘发现了一小部分分子材料 - 他们将其命名为“附加物” -定制蛋白质可以做什么。他们之所以选择这个名称,是因为附加组件可以自定义蛋白质之间的界面,就像软件附加组件定制用户的Web界面一样。
虽然人们早就知道蛋白质具有与其他蛋白质连接的界面区域,但尚不清楚关键蛋白质如何能够在拥挤的细胞环境中找到彼此,其中可能含有数以万计的其他蛋白质。
现在,俄亥俄州立大学和雷根斯堡大学的研究人员在“美国国家科学院院刊”上报告说,它是一种附加物,可以让蛋白质专门与合适的专业伙伴联系。
弗洛里安·布施是俄亥俄州立大学化学和生物化学博士后研究员,也是该研究的共同作者,他称蛋白质附加物的存在是“以前未知的基本驱动原理”,以确保蛋白质以特定方式相互作用。
研究人员对活细菌进行了实验,证明了附加物对正常细胞功能的重要性。例如,他们确定在生物体枯草芽孢杆菌中,缺乏独特的界面附加物,在某些条件下细菌菌落的生长率降低了80%。其原因是缺失的界面附加导致枯草芽孢杆菌细胞中蛋白质的不健康的交叉相互作用。
正如我们所知,很难夸大蛋白质对生命的重要性。酶是能够在细胞中发生化学反应的蛋白质。抗体是与体内外来入侵者结合的蛋白质。该列表继续包含数千个关键功能。在大多数情况下,蛋白质必须相互连接并形成称为蛋白质复合物的组,以执行这些不同的任务。
但究竟蛋白质如何能够完成它们所做的一切都是一个谜 - 一个植根于数学和几何学的谜。有20种已知的氨基酸以长链连接在一起然后折叠形成蛋白质。它是决定蛋白质通用形状或几何形状的折叠。尽管在自然界中仅存在约1,000种已知的蛋白质几何形状,但是蛋白质以某种方式能够形成能够执行数十万种非常特定功能的复合物。
雷根斯堡大学论文和生物化学家的主要作者马克西米利安·普拉奇解释了研究人员如何知道解决这个问题的方法。
“人们已经做了很多工作来分析蛋白质如何相互作用,界面是什么样的,它们是如何构建的,以及它们是如何进化的,”他说。“但是界面的周边区域并没有受到太多的关注。我认为我们的方法中的新颖之处在于看看那些迄今为止被认为不那么重要的区域。”
Regensburg团队由计算生物学家Rainer Merkl和蛋白质生物化学家Reinhard Sterner领导,在大型计算机集群上分析了来自超过15,000个细菌和古细菌基因组的蛋白质序列。他们将具有共同进化祖先的蛋白质分类为一种家族树,并将单个蛋白质与其蛋白质“亲属”进行比较。这就是他们如何发现某些蛋白质中存在的界面结构但是在其他蛋白质中缺失的附加结构 - 附加组件。
Busch和Vicki Wysocki,俄亥俄州大分子结构和功能的杰出学者和俄亥俄州立大学校园化学仪器中心的主任,然后使用原生质谱检测附加物的存在和不存在影响蛋白质与每种蛋白质相互作用的能力。其他。
“我们真的很高兴我们的原生质谱技术可以帮助确定这些界面'附加物'的作用 - 即使在拥有相似结构的拥挤细胞环境中,蛋白质也可以找到其关键的伴侣蛋白,”Wysocki说过。
对于Busch来说,这项研究真正令人兴奋的事情之一是研究人员使用“大数据” - 在这种情况下,整个蛋白质和基因组数据库。
“我认为我们的工作是如何利用公开数据来理解自然界中的基本原则的一个重要例子,我认为数据挖掘在未来的生物医学领域将变得越来越重要,”他说。
推荐内容
-
研究人员在细胞的“天线”中识别生物机械的关键控制器
St Jude儿童研究医院的分子生物学家已经发现了一种酶,可以激活并增强控制细胞如何成为体内特化细胞的细胞机制。该机器的故障,被称为Son
-
氯化物开关打开膜形成
氯化物在基底膜的形成中起关键作用,基底膜是细胞外部的上层结构,其构成并引导身体大部分组织的功能。Vanderbilt大学医学中心(VUMC)的研究
-
超强大脑怎么样有一定的判断标准
超强大脑怎么样?不同的人在学的过程之中,有他们的选择侧重点,有一些人他们可能为了自己的孩子提高记忆力,提高一些学习方面的技巧,他们就
-
科学家找到增强蛋白质生产的方法
实验室中很难合成诸如胰岛素的胰岛素和血友病的凝血因子之类的药物。这类药物是基于治疗性蛋白质的,因此科学家将细菌改造成微小的蛋白...
-
毛囊打孔移植改善腿部溃疡愈合
根据发表在11月号的《美国皮肤病学杂志》上的一项研究,对于患有静脉曲张性溃疡的患者,使用毛囊打孔头皮移植可以明显改善溃疡愈合。西...
-
酵母研究揭示了维持基因组大小的线索
随着细胞分裂,它们必须在两个子细胞之间准确地分裂它们的DNA,否则可能导致染色体数量不均匀,从而导致发育障碍和癌症。一项新的Donnelly
-
CRISPR在干细胞上覆盖隐形斗篷
一个国际研究团队使用CRISPR-Cas9基因编辑来诱导免疫系统看不到的诱导多能干细胞(iPSCs),这是一种生物工程的手法,最初的体内试验表明可以
-
研究可能解释感染如何减轻自闭症症状
多年以来,一些父母已经注意到,自闭症孩子发烧时的行为症状有所减轻。在过去的15年中,至少有两项大规模的研究证明了这种现象,但目前...
-
九家顶级公司凭借创新产品赢得2019年Pittcon今日卓越奖
Pittcon是世界领先的实验室科学会议和博览会,很高兴地宣布,由CE Communications,Pittcon Today和Pittcon Buzz的官方出版商举办的年度
-
目前所有50个州都报告了严重的雾化相关性肺损伤病例
现在,在所有50个州,哥伦比亚特区,波多黎各和美属维尔京群岛都报道了与雾化有关的严重,有时甚至致命的肺部受伤的病例。根据美国疾病...