摩擦研究人员阐明细胞生长蛋白质Ras的催化机制
细胞内蛋白质加速某些化学反应由几个数量级。Ras蛋白的分子机制加速分子三磷酸鸟苷的乳沟,从而减缓了细胞生长所描述的生物物理学家在Ruhr-Universitat教授克劳斯博士领导的波鸿Gerwert在线杂志PNAS的早期版本。使用红外光谱法和计算机模拟,他们发现,拉了下磷酸盐链紧张到了这样一种程度,一个磷酸基可以很容易地分离,细胞生长的刹车。Ras突变参与肿瘤的形成,因为这个反应减慢,对细胞生长没有刹车。“我们的发现可能有助于开发小分子,Ras蛋白恢复到正确的速度”,Gerwert教授说。“这种分子分子癌症治疗会很有趣。”
开/关:Ras代码
Ras蛋白开关分离的细胞生长了一个磷酸基的小三磷酸鸟苷,三磷酸鸟苷。三磷酸鸟苷有三个相互关联的磷酸基。如果它存在于水,第三个磷酸基可以自发分裂——即使没有蛋白质的Ras的帮助。但是这个过程是非常缓慢的。Ras加速分裂到5级,第二个蛋白质,叫做差距,进一步5级。什么导致了这种加速现在已经发现的波鸿队。
Ras跨越磷酸盐链如何
Ras带来三磷酸鸟苷三磷酸基的链成一定的形状。结果第三和第二个磷酸基链是张拉。“就像春天在一个玩具车“螺旋,Gerwert教授解释道。“Ras是螺丝,弹簧的磷酸基形式。“蛋白质缺口紧张春天还进一步把第一与第二个磷酸基。这样,三磷酸鸟苷进入这样一个高能量状态,第三个磷酸基很容易脱离链——比如当玩具车驱动自发结业后的春天。
红外光谱:高分辨率,但只有间接的解释
波鸿的结果研究人员利用时间分辨傅里叶变换红外光谱(FTIR)生物物理研究所的发展。用这项技术,科学家们跟踪反应和相互作用的蛋白质具有高空间和时间分辨率;更精确的比使用显微镜。“然而,光谱不提供显微镜等漂亮的图片,但只有非常复杂的红外光谱”,PD Carsten科特博士解释说。“就像一个秘密代码破译。”
量子化学模拟
为此,直到Rudack模拟蛋白质反应在现代计算集群和计算相应的红外光谱。由于计算量巨大,如一个完整的蛋白质大分子目前不能可靠地描述使用这些所谓的量子力学模拟。因此,研究人员分析三磷酸鸟苷和有限的Ras或与三磷酸鸟苷差距直接相互作用的蛋白质。他们描述了其余的蛋白质更复杂的分子动力学模拟。“召集所有不同的模拟时,很容易被引入歧途”,直到Rudack说。“因此你必须检查的质量通过比较模拟结果与测量红外光谱。“如果两种技术得到的光谱匹配,可以测定蛋白质结构的1000000微米的精度。这是波鸿的案例研究。
癌症治疗的潜在用途
分子癌症治疗已经成功应用与疾病,如慢性粒细胞白血病(CLM)形式的药物格列卫。对突变Ras蛋白分子与一个类似的作用还没有被发现。“既然我们现在能够调查的反应Ras蛋白显著更高的分辨率,新的希望正在形成,它将有可能化解突变分子使用药物如格列卫和恢复细胞的节奏”Gerwert说。
