蛋白质运动揭示了脑肿瘤的弱点
蛋白质没有单一的形状,更像是动态的机器人。但是——它们实际上是如何移动的?这告诉我们它们的功能是什么?劳拉·奥雷拉纳 (Laura Orellana) 使用计算机模拟描述了蛋白质的运动,并发现了治疗胶质母细胞瘤脑肿瘤的新药物靶点。
蛋白质数据库收集了数十年的研究数据,描述了蛋白质等不同种类生物分子的三维结构。这些知识基于 X 射线晶体学或核磁共振(NMR) 等实验方法。
“这个数据库目前包含大约 60,000 个来自人类蛋白质的已知结构,”卡罗林斯卡医学院肿瘤病理学系的生物物理学家兼研究员 Laura Orellana 说。
但这些仍然是没有显示蛋白质如何移动的图像。
“这是一个问题,因为运动本身就是功能所在。蛋白质就像微小的纳米机器,执行所有维持我们生命的细胞功能,但动态机器的静止图像只能有限地了解它的作用当它工作时,”Laura Orellana 说。
她正在研究描述蛋白质运动的计算机模拟。这些模拟基于不同蛋白质的现有图像,并根据物理基础知识增加了关于分子应该如何表现的知识。
她试图模拟的蛋白质之一是致癌基因 EGFR (HER1),它会促进细胞分裂。它是一种复杂的动态蛋白质,一部分在细胞外,一部分在细胞内。在肺癌中,蛋白质的突变部分在细胞内——但在胶质母细胞瘤(一种脑癌)中,它们在细胞外。这反过来又会影响药物的疗效。
Laura Orellana 和她的同事研究了 EGFR 如何在胶质母细胞瘤中移动。
“这就像拼一个大拼图。我们想要真实地描绘蛋白质的不同变体作为一个整体是如何移动的,”Laura Orellana 说。