x射线晶体学可能提供关于蛋白质结构的不准确信息
来源：news medical | 校审：Kate Anderton | 2019-10-8 | 翻译：聚生物
阿肯色州大学化学家的一项新研究表明，X射线结晶学是确定蛋白质结构的标准方法，它可以提供关于一组关键蛋白质的不准确信息-那些在细胞膜中发现的蛋白质-而这反过来又可能导致糟糕和低效的药物设计。
研究人员的发现今天发表在“自然”杂志《Scientific Reports》上。
马哈茂德·莫拉迪，威廉·富布赖特艺术与科学学院化学和生物化学助理教授：“三分之二的药物，包括用于化疗的药物，都是细胞膜上的目标蛋白.不幸的是，X射线结晶学是确定蛋白质结构的金标准，在处理细胞膜上的蛋白质结构时有许多局限性。我们的工作揭示了这些局限性，并在许多方面解释了这些局限性。”
蛋白质被认为是细胞的主要分子，负责生命系统中的几乎所有任务。有些蛋白质存在于细胞内部，有些则存在于细胞膜上，细胞膜是一层将细胞与其外部环境分隔开的脂质外层。膜蛋白至关重要，因为它调节细胞与环境之间的信息和物质交换，这是细胞生存和正常功能的重要任务，因为蛋白质功能上的任何紊乱都可能导致疾病。
蛋白质功能的研究对于了解疾病的分子基础是必要的。为此，研究人员依靠x射线晶体学来确定蛋白质的形状和结构。x射线晶体学对于设计有效操纵蛋白质功能的药物也是必不可少的。然而，由于膜蛋白的存在环境与x射线晶体学不相容，使得膜蛋白结构的研究十分困难。在应用这项技术之前，研究人员必须将这些蛋白质从它们的自然环境中移除，并将它们置于人工脂质环境中。
Moradi和Thomas Harkey——当时还是本科生，现在是阿肯色大学医学院的学生——从不同的角度解决了这个问题。在大约两年的时间里，他们利用阿肯色州高性能计算中心的一台超级计算机进行了连续的微秒级计算，模拟了YidC2的分子动力学。YidC2是一种膜蛋白，分子结构上有一个结晶未解的细胞质环。环状结构在膜蛋白中具有重要的功能意义。
Moradi和Harkey的模拟表明，YidC2的细胞质环稳定了整个蛋白质，特别是C1区域，这是一个潜在的重要的药物设计区域。高极性或带电荷的脂质头基与环相互作用并稳定环。这一发现表明，尽管缺乏明显的分子结构，但未解决的膜蛋白环可能对蛋白质的稳定很重要。
Moradi说:“通常情况下，如果蛋白质的一部分不能在x射线晶体学中被解析，就会被解释为缺乏特定的结构。”“我们发现，对于膜蛋白，尤其是与细胞膜相互作用的部分，这种解释是不准确的，可能会产生误导。我们认为，这种紊乱的另一种解释可能是，这种蛋白质没有在其固有的膜环境中被研究。”
Source:
Journal reference:
Harkey, T. et al. (2019) The Role of a Crystallographically Unresolved Cytoplasmic Loop in Stabilizing the Bacterial Membrane Insertase YidC2. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-019-51052-9
郑重声明：本网所有文章（包括图片和音视频资料）系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。所有文章版权归原作者所有,且仅代表作者观点，不代表本站立场。如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，谢谢。