揭开无序蛋白质的奥秘

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哥本哈根大学的一项开创性研究揭示了所有28,000种人类无序蛋白质的特性,挑战了传统的蛋白质结构概念,并为它们在疾病中的作用提供了新的见解。

研究揭示了对 28,000 种人类无序蛋白质的新见解,改变了我们对蛋白质结构和功能的理解。

蛋白质分子是生物学的核心。我们对蛋白质的典型理解是,每种类型的蛋白质都具有特定的三维形状,使其能够发挥其功能。这一教条受到固有无序蛋白质的挑战,这些蛋白质占所有蛋白质的三分之一,尽管它们的形状在不断变化,但它们具有核心的生物学功能。到目前为止,我们对这一类有趣蛋白质的结构特性的理解仅基于对少数例子的研究。

无序蛋白质的突破性研究

在1月31日发表在《自然》杂志上的研究中,哥本哈根大学生物系的研究人员展示了人体中所有(约28,000种)无序蛋白质的行为方式。

 

“我一直对内在无序的蛋白质着迷,因为它们似乎违背了蛋白质应该如何表现的大多数规则。在过去的20年里,我们一直致力于弄清楚这些奇怪的蛋白质是什么样子的,以及是否需要应用新的规则来描述它们。我们第一次能够研究所有人类无序蛋白质的结构,并开始为这个分子无序世界提供秩序,“NNF中心主任Kresten Lindorff-Larsen教授说,PRISM在那里进行了研究。

棱镜中心的研究方法

PRISM中心的目标是将生物物理学和机器学习的计算方法与细胞生物学方法相结合,以研究遗传变异如何导致疾病。但直到现在,研究人员还不知道大多数无序蛋白质的样子,因此甚至无法开始研究编码它们的基因突变如何导致疾病。

“直到最近,我们还逐一检查了无序的蛋白质,必须找到一种更大规模地研究它们的方法,”助理教授Giulio Tesei说,他是新论文的主要作者之一。Giulio继续说道:“我们提出了一种方法,我们可以对无序蛋白质进行实验测量,以开发计算模型来预测其特性。由于这个模型既准确又快速,我们现在可以全部查看它们。

学生主导的贡献和项目影响

值得注意的是,这项研究是由本科生安娜·艾达·特罗尔(Anna Ida Trolle)共同领导的,她说:“当我开始这个项目时,我不知道你通常一次只研究一两种蛋白质。所以,当朱利奥和克雷斯滕建议我应该研究大约28,000种蛋白质时,幸运的是,我没有意识到这是一个多么疯狂的想法。然而,我们很快找到了一种生成和跟踪大量数据的方法,并能够用它来研究无序蛋白质的生物学和进化。

Kresten Lindorff-Larsen总结道:“这是一个具有挑战性但又非常有趣的项目,只有PRISM中心几位具有不同专业知识的人的贡献才能实现。我们在将无序蛋白质的分子特性与其生物学功能和疾病中的作用联系起来方面取得了新的步骤。最后,我们开始理解无序蛋白质的语言。

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