结构蛋白质组学治疗神经退行性疾病的潜力

两个来自Skoltech和麦吉尔大学的研究人员发表了审查有前途的研究领域被称为结构蛋白质组学在有影响力的杂志化学评论。这个领域结合蛋白质化学和质谱,一个先进的分析技术来确定物质的化学成分基于精确的质量。最终目标是解决详细结构的蛋白质,因此了解病理过程,如阿尔茨海默氏症,在分子水平和预测候选药物更快和更有效地针对不同疾病。

结构蛋白质组学涉及识别的结构相互作用的蛋白质和蛋白质的网站与其他蛋白质相互作用,包括抗体,或与药物分子。这是通过一系列技术提供互补结构数据:表面改性,蛋白水解作用有限,hydrogen-deuterium交换和交联。

“考虑的情况严重的健康影响,两种蛋白质融合在一起。有时你需要防止这种坚持的发生。例如,这个过程被认为是某些癌症,”这项研究的合作者和Skoltech客座教授Christoph Borchers评论。

除了确定蛋白质交互网站,结构蛋白质组学的另一个重要方面是探索所谓的构象变化的影响。这是指蛋白质采用不同的空间配置没有任何改变他们的化学组成:只需折叠成形状。研究人员研究在蛋白质构象的变化,因为他们影响交互站点实际接触,因此可用药物分子或其他蛋白质。

”说,你有一个“不健康”的构象变化因为某些原因,“Borchers说。“突然之间你有互动,和下一件事你知道,蛋白质聚合开始,有一个纤维斑块形成——这是发生在老年痴呆症和帕金森疾病。我们需要知道这个病态的构象变化,以及由此产生的结构总。”

“人工智能的后果。虽然不能解释一切,但它确实增加了很多。我们还有很长的路要走构象变化和理解他们的角色在神经退行性疾病,例如,通过结合蛋白质化学、分子建模、和人工智能。”研究的合著者7 Petrotchenko补充道,称这是最大可能的结构蛋白质组学的应用。

“因为当然,人变老,但他们仍然得到癌症,神经退行性疾病,或心血管疾病(心血管疾病),“Borchers继续,指出90%的新癌症药物在抗体——和结构蛋白质组学可以确定protein-antibody交互,。

“这是一个非常激动人心的领域,”研究人员说。“我们已经做了近30年来,我们已经取得了很大的进步为破译开发软件包动态变化,避开传统的结构分析工具,如x射线晶体学、核磁共振、或电子显微镜。我们已经开发出了一系列互补的方法:交联研究hydrogen-deuterium交换等。”

有关结构蛋白质组学的另一个问题是它操作的规模。想象有一个药物的作用方式你需要描述:它绑定目标蛋白质究竟是在哪里?(蛋白质,事实上,绝大多数的分子靶向药物)。蛋白质的功能是由其结构和结构蛋白质组学可以确定一种蛋白质的结构不仅但许多,同时参与互动。“我们正在考虑数以百计的蛋白质相互作用。我们看整个蛋白质网络。这不能通过其他技术,”Borchers解释道。“与管弦乐队一样:你不得不考虑整件事。”

参考:Petrotchenko EV, Borchers CH。蛋白质化学结合质谱对蛋白质结构的决心。化学牧师。2021年。doi:10.1021 / acs.chemrev.1c00302

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