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新方法识别蛋白质的重要​​未发现功能

在繁忙的细胞环境中,蛋白质相互碰到成千上万。尽管有喧嚣,但由于蛋白质结构和功能的研究数十年,表面上的特定接触区域仍然比预期的更加神秘,因此每个人都能选择与合适的合作伙伴进行选择性交互。

现在,Salk研究所的科学家已经开发出一种新方法来发现蛋白质上的哪些表面接触对这些细胞相互作用至关重要。这种新方法表明即使对于研究良好的蛋白质也可以发现必要的新功能,并且对治疗药物开发具有重要意义,这在很大程度上取决于药物与细胞靶标的物理相互作用。该论文于11月底出现在Genetics的早期在线版本中,并将于1月份的期刊印刷版上发表。

“本文阐述了这种方法的力量,”Ralph S.和Becky O'Conner主席的资深作者Vicki Lundblad说道。“它不仅可以识别以前未发现的蛋白质活性,还可以确定蛋白质表面上确切的氨基酸,从而发挥这些新功能。”

氨基酸是蛋白质的基本成分。它们特定的线性排列决定了蛋白质的特性,它们在蛋白质表面的簇作为接触,调节蛋白质与其他蛋白质和分子的相互作用。Lundblad和她的同事们怀疑,尽管几十年的工作破译了蛋白质的奥秘,但蛋白质表面上这种调节环境的程度仍然大部分尚未开发。很久以前,她的小组意外地发现了一个这样的调节氨基酸簇,同时逐个搜索300,000个突变酵母细胞。虽然这项工作开辟了端粒生物学领域的一个新研究领域,但伦德布拉德决心找出一种更强大的方法,可以迅速发现更多这些未开发的蛋白质表面。

进入John Luin,现在是Lundblad实验室的博士生,她开始和她一起做本科生。

“我的任务是弄清楚如何搜索30个突变酵母细胞,而不是300,000,以发现蛋白质的新活动,”该论文的共同第一作者鲁宾说。Timothy Tucey,另一位共同第一作者,是Lundblad小组的博士后研究员,现在在蒙纳士大学。

他们一起转向了一种名为Est1的蛋白质,Lundblad在1989年作为博士后研究员在酵母中发现了它.Est1是一种称为端粒酶的蛋白质(一种酶)的亚基,它将保护帽保留在染色体的末端(称为端粒)从太短。作为端粒酶的第一个亚基被发现,

Salk团队的方法包括在酵母细胞中引入一小组但定制的突变,这些突变会选择性地破坏细胞Est1蛋白上的表面接触。然后,研究小组分析了细胞,看看各种突变有什么影响。由特定突变引起的异常将表明未突变版本的作用是什么。为此,他们使用遗传技巧,通过用每种突变蛋白充满细胞,并寻找可能干扰细胞功能的罕见突变蛋白,因为他们之前的工作表明这将优先靶向蛋白质表面。

Lundblad的团队通过这种方法为Est1发现了四个功能。科学家们发现,通过对Est1表面氨基酸的突变,这四种功能中的任何一种功能受损,导致端粒严重短的细胞,表明端粒酶复合物中Est1接触的特定作用。

“我们对这种技术感到兴奋的是,它可以应用于众多蛋白质,”Lundblad说。“特别是,许多治疗药物依赖于能够进入蛋白质表面的非常特定的位置,我们怀疑这种方法可以通过这种方法发现。”

使用这种方法,她的团队已经发现了一组调节基因组稳定性的蛋白质的新功能,并且还申请了资助研究药物靶标的资助。

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