需要一个(n学术)村庄决定酶的功能

现在一个多学科的努力涉及15三个机构的科学家们已经开始削弱这个谜——在很大程度上。他们的工作来识别一个细菌蛋白质的功能和其运作的生化途径还将帮助确定数以百计的其他蛋白质的功能。

一份报告他们的新方法和研究结果发表在《自然》杂志上。

研究小组使用计算方法结合广泛的实验室技术缩小的列表可能的小分子与未知的蛋白质,酶(现在被称为HpbD),并确定其在宿主中的作用,海洋细菌Pelagibaca bermudensis。

目标不仅仅是识别蛋白质的函数,而是建立一种新的方式来解决巨大的和越来越多的功能的序列数据信息缺乏,伊利诺伊大学生物化学教授约翰•Gerlt说5个首席调查人员之一。

“目前,蛋白质序列数据库中的蛋白质的数量接近4200万,“Gerlt说。“但不超过50%的这些蛋白质有可靠的功能分配给他们。”

不知道所有的蛋白质都是由一个基因组编码,“一个不能理解生物体的生物学,”Gerlt说。

酶功能的新举措是倡议(EFI)基因生物学研究所的伊利诺斯州。这个倡议,由美国国立医学科学和Gerlt领导的旨在解决“复杂问题重要性的生物医学科学,而是超出了任何一个研究小组的手段。“EFI集中在酶的细菌来源。

“曾经有一段时间,我会道歉,我们专注于细菌基因组和人类基因组,“Gerlt说。“然而,现在我们不是孤立生活的完善,我们有一个与我们相关的微生物,微生物组是由成千上万的不同种类的细菌,居住在我们的身体。对我们来说是非常重要的理解这些细菌能够做什么。”

马修·雅各布森和博士后研究员Suwen赵加州大学,旧金山的计算工作领导的核心流程简化蛋白质组发现。他们的方法对酶与成千上万的可能的代谢伙伴看到哪些分子组合在一起最好。因为酶作用于其他分子来执行一个特定的函数,确定酶的目标(也称为基质)提供了一个重要的线索酶的活动。

这个过程导致了识别四种可能的基板的原始列表(超过87000)。赵通过这四种基质的身份和可能途径酶的操作以及Gerlt和他的同事们(微生物学教授约翰·Cronan和化学教授乔纳森•Sweedler在伊利诺斯州和史蒂文Almo爱因斯坦医学院的)。那么艰苦的实验室工作开始了。

几行研究帮助确定哪些实际上四个底物与酶的相互作用,证实了酶的功能,其运作的化学通路。

研究人员发现,他们的酶催化的生化过程的第一步,使得海洋细菌消费中标识的基质Jacobson的实验室之一。这种细菌使用衬底,称为tHypB (tee-hype-bee),作为碳源。

更重要的是,研究团队发现tHypB还有另一个也许更重要的是,在细菌的作用:它能帮助机体应付生活的压力在咸的环境中,Gerlt说。

这一努力理解一个酶的功能提供了一连串的其他好处,Gerlt说。这种方法的一大优势是它帮助识别直接同源(酶执行相同的任务在其他生物)。

”有很多直接同源蛋白质数据库中被识别,帕特里夏·巴比特和她的同事在加州大学旧金山分校,所以我们不仅决定的功能但是我们也决定所有这些酶的功能,”他说。因为研究人员还发现所有的酶通路的功能,允许微生物tHypB消费,他们的工作提供了洞察同源酶的作用在其他生物类似的途径。

EFI的研究人员正努力开发策略和工具,其他研究人员可以使用它来完成类似的发现。

“曾经有一段时间,当研究人员把他或她的整个职业生涯单一酶,“Gerlt说。“那是很久以前的事了,尽管有些人仍在练习。现在,基因测序技术已经改变了生物学家看问题的方式。我们不能孤立地看问题。”