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Cell子刊:预测蛋白结构的通用代码

最近,美国达特茅斯学院研究人员进行的一项研究发现,有可能存在一种通用代码来预测蛋白质的结构,这将有助于我们确定“为什么某些突变会引发疾病”以及如何解决这些问题。相关研究结果发表在四月二十三日的Cell旗下子刊《Structure》。


人类遗传密码是制造蛋白质的处方。人类细胞遵循这一代码以制造单个蛋白质分子,然后这些蛋白质分子折叠成三维结构,执行其功能。因此,一般而言,一个单基因(即,一段DNA核苷酸序列)可指导产生一种蛋白质分子,这会引起一种特定的结构和功能。


本文共同作者、达特茅斯学院计算机科学助理教授Gevorg Grigoryan指出:“如果我们能根据蛋白质的遗传序列预测它们最终的三维结构,我们就朝着‘在分子水平上认识细胞并治疗疾病’迈进了一步。”


在他们的新研究中,研究人员分析了这个问题,称为结构预测。他们的想法是,可以通过将蛋白质打断成3D片段或模块(他们叫做TERMs),来预测蛋白质的结构。研究人员发现,来自天然蛋白的TERMs,通常可被许多不相关的蛋白质再利用。这进一步证明,通过研究这些TERMs的自然分布,研究人员就能够构建模型将序列和结构联系起来。因此,他们可以判断所预测结构的哪些部分可能是正确的,哪些部分可能是错误的。


Grigoryan说:“我们的研究结果表明,在局部结构片段的水平上,有可能存在蛋白质序列和结构之间关系的通用代码。如果是这样的话,我们就可以用这个代码来预测蛋白质的结构,我们将获得一种强大的工具,来了解某些突变如何引发疾病,以及如何解决这些问题。”


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