蛋白质的微妙的“备份”运动可能产生重要的影响

生物化学家已经检测到一个微妙的新回转,在错综复杂的蛋白质分子经历,蠕动舞蹈细胞中影响他们的活动。

研究者也创建了一个现实扭曲的几何模型“备份”运动可以帮助科学家了解蛋白质功能的基本知识和设计医疗用蛋白质。

此外,他们说,背部按摩运动可能会对我们理解蛋白质如何适应当地一些突变发生在进化过程中,在不改变其全球结构或功能。

杜克大学医学中心生物化学家,由教授简和大卫·理查森,他们的研究结果发表在2006年2月出版的《华尔街日报》“结构”。

该论文的第一作者是研究生伊恩·戴维斯和其他作者布莱恩Arendall。这项研究是支持的美国国立卫生研究院的和一个霍华德休斯医学研究所戴维斯博士前的奖学金。

蛋白质的氨基酸组成字符串连接形成一个“支柱”。Each kind of amino acid sprouts a characteristic molecular "side chain," and together the backbone and side chains determine a protein's structure and function.

杜克大学的研究人员怀疑备份动作因其他原因的存在,但他们的现实只能通过研究结论显示蛋白质冷冻结晶形式为结构分析x射线晶体学。

“我们很高兴但惊讶,这些晶体结构在液氮温度下可以告诉我们一些有趣的动态,“简·理查森说。

在最高分辨率晶体结构,单个原子直接可见的,是很常见的看到一个“舞蹈”的侧链,或翻转之间来回两个不同的构象。

研究人员追踪这个运动的后果回骨干和推断当地主体结构必须扭转略以特定的方式,以适应更大的侧链运动。

理查森说,这个运动,称为“备份”,是一个微妙的,共同的转变两个骨干单位两侧的侧链跳舞。

“没有人描述这个特定类型的运动,”理查森说。”,那是因为在噪声、骨干在做什么。”

“你必须得到ultra-high-resolution,真正干净的地图显示你侧链原子的确切位置。然后你可以追溯出骨干必须完成。”The researchers created a geometrical "backrub" software tool to model this motion.

“调查人员认为骨干移动,但它一直相当困难证明到底发生了什么,”理查森说。

“有其他先前的模型,但这些没有成功一想,大概是因为他们不是基于经验数据,我们现在发达了。”

了解经常备份运动发生在蛋白质,戴维斯19日进行了晶体数据的分析蛋白质。

“我们花了十九可用的最高分辨率结构——最好的数据我们可以得到手,”戴维斯说。

“然后我们经历了这些结构一个渣,寻找某种运动的证据,超越只是一个侧链旋转。”

戴维斯杰出备份动作通过检测运动的第一个侧链原子附着在支柱——这一转变可能只发生如果支柱移动,戴维斯说。

在分析4000氨基酸单位,戴维斯发现备份运动总数的3%和75%的当地所有的骨干转移。

“我们希望看到一些这种运动的例子,但是我们非常惊讶,所以主导其他本地骨干动作,”他说。

骨干的运动中常见的蛋白质冷冻在蛋白质晶体表明他们更普遍在细胞的液体环境,理查森说。

“这些冻晶体中的备份动作必须是一个子集的解决方案或身体,”她说。“这是更常见的,当你有更大的灵活性。”

这样的普及意味着备份模型开发的人员可能有用的应用程序,理查森说。

“备份模式可以被人们使用进行同源性建模时,他们从一个已知蛋白质结构和模型的结构蛋白质序列相关但不同,”她说。

”一位知道骨干将在这种情况下,但以往的建模方法这些变化通常产生结果远离现实而不是近了。”

“我们认为我们的备份的变化可以帮助预测,在自然进化或蛋白质工程、局部结构将容纳替换的一种氨基酸侧链的不同形状或大小,”理查森说。