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        研究人員探測蛋白質(zhì)多樣性
        
			
        
				2019-06-12 14:29:54
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        蛋白質(zhì)構(gòu)成了一個多樣化的分子，在從催化反應(yīng)到幫助對抗感染到通過身體輸送氧氣等各個方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用?，F(xiàn)在，哈佛大學的科學家們開始為這種多樣性的驅(qū)動因素提供答案。
        

        研究人員探測蛋白質(zhì)多樣性
        

        在化學和化學生物學教授Eugene Shakhnovich和Shakhnovich實驗室的研究生Amy Gilson的帶領(lǐng)下，研究人員發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性在不同蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的進化中起著重要作用。該研究還表明，蛋白質(zhì)的多樣性很可能是從少數(shù)祖先進化而來的。
        

        “我們在本文中討論了兩個基本問題。一個是我們看到的所有多樣性是從少數(shù)祖先演化還是這些結(jié)構(gòu)是如何融合的，”Gilson說，他是化學物理學博士候選人。文理學研究生院。
        

        她說，第二個問題是為什么具有不同序列的蛋白質(zhì)傾向于采用相同的結(jié)構(gòu) - 直到某一點。
        

        毫不奇怪，具有相同序列的蛋白質(zhì)具有相同的結(jié)構(gòu)。吉爾森說，令人驚訝的是，只有30%序列的蛋白質(zhì)仍采用相同的結(jié)構(gòu)。低于該門檻，所有投注均已關(guān)閉。
        

        “這就是本文的全部內(nèi)容，”Shakhnovich說。“我們想要做的是理解并解釋這種現(xiàn)象的原因，因為除了奇怪之外，它對我們?nèi)绾文M蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有很大影響。如果我們知道相似的序列是什么，那么我們就能理解你什么時候能夠成功當你可以預料到建模失敗時。“
        

        為了理解為什么30%標記是重要的，Gilson和Shakhnovich采取了一個不尋常的步驟 - 而不是按家族或功能對蛋白質(zhì)進行分組，他們根據(jù)熱力學穩(wěn)定性對它們進行分組。
        

        “我們看到的是，對于最穩(wěn)定的蛋白質(zhì)來說存在很強的閾值，但它對于不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)來說更加溫和，”吉爾森說。“這表明穩(wěn)定性對于結(jié)構(gòu)演變非常重要。”
        

        “這個想法是非常穩(wěn)定的蛋白質(zhì)穩(wěn)定是有原因的，”Shakhnovich補充說。“如果你開始搗亂他們，這可能會傷害有機體，所以他們正在進行強有力的選擇以維持這種穩(wěn)定性......這限制了他們改變結(jié)構(gòu)的能力。”
        

        他說，不太穩(wěn)定的蛋白質(zhì)面臨的限制要少得多，因此即使變化影響其穩(wěn)定性，也更容易改變其結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定蛋白質(zhì)保持穩(wěn)定的壓力在它們的進化中創(chuàng)造了一個門檻。
        

        “在我們使用的計算模型中，蛋白質(zhì)最初是穩(wěn)定的，當它們開始發(fā)散時，一些保持穩(wěn)定，但對于其他人來說，它并不那么重要，因為它們在穩(wěn)定性的進化選擇方面較弱，”Shakhnovich說。“但是保持穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，他們非常保守地移動 - 他們沒有改變結(jié)構(gòu)的奢侈品，因為它會失去穩(wěn)定性。”
        

        Shakhnovich說，理解閾值如何影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的進化不僅是一個基本的科學問題，而且因為它對同源性建模具有廣泛的意義，科學家用它來理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
        

        “理想情況下，科學家希望能夠做的是根據(jù)其序列確定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，”吉爾森說。“我們還沒有能夠做到這一點，所以我們使用同源建模。所以如果有一個你感興趣的蛋白質(zhì)，你知道序列但不知道結(jié)構(gòu)，你可以建立一個結(jié)構(gòu)模型將它模板化為具有相似序列和已知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。“
        

        從那里，Shakhnovich說，研究人員可以專注于以更系統(tǒng)的方式對差異進行建模。
        

        Shakhnovich說，除了提供關(guān)于生物學中一個基本問題的關(guān)鍵見解外，該研究還充分說明了蛋白質(zhì)的物理特性與生物體的進化適應(yīng)性之間的聯(lián)系。
        
			

			
          
        
			
        
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