[科普中國]-全新微蛋白結(jié)構(gòu)設計出爐

來自英國布里斯托大學的研究團隊在《自然·化學生物》雜志發(fā)表論文稱，他們設計出一種比天然蛋白小很多的微蛋白，借此可以對蛋白質(zhì)形成折疊結(jié)構(gòu)并保持穩(wěn)定的分子作用力“一探究竟”，為設計生物醫(yī)藥所需的微小蛋白和微小分子等基本結(jié)構(gòu)開辟了全新路徑。

天然蛋白質(zhì)具有一系列至關(guān)重要的生物功能，比如幫助植物將光能轉(zhuǎn)換成糖分，幫助人類將氧氣從肺部運往肌肉，幫助糖類與氧氣結(jié)合以提供肌肉正?；顒铀璧哪芰康取閳?zhí)行這些任務，蛋白質(zhì)必須折疊成特定的3D結(jié)構(gòu)，即氨基酸按照一定序列形成肽鏈，再將肽鏈中疏水性殘基包裹進分子內(nèi)部，折疊成具有活性的3D結(jié)構(gòu)。但經(jīng)過數(shù)十年的努力，科學家們?nèi)詻]有詳細理解蛋白質(zhì)折疊的過程，以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)如此穩(wěn)定的背后機制。

現(xiàn)在，布里斯托團隊的最新研究有望解決這一難題。他們讓兩種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)——α螺旋和聚脯氨酸Ⅱ螺旋結(jié)合，形成“PPα”微蛋白。接著，他們將這一微蛋白進行“拆解”發(fā)現(xiàn)，兩種螺旋結(jié)構(gòu)相互纏繞后，其內(nèi)氨基酸能通過“紐扣作用”緊密結(jié)合在一起。

研究團隊用非天然氨基酸取代“PPα”內(nèi)部分氨基酸后還發(fā)現(xiàn)，除了疏水性作用外，微蛋白保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定還與CH-π作用息息相關(guān)，即一種螺旋的CH基團與另一種螺旋內(nèi)的芳環(huán)基團之間存在相互作用。他們也在數(shù)千種天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了這種CH-π作用，這意味著，CH-π作用為開發(fā)新藥提供了新的潛在靶點。

領(lǐng)導該研究的艾米力·貝克博士認為，他們的新研究不僅對蛋白質(zhì)折疊和穩(wěn)定的基礎性研究意義重大，還能指導科學家設計改造出全新的蛋白質(zhì)和藥物分子，為生物技術(shù)和生物醫(yī)藥應用開辟前所未有的研究路徑。