斯科尔科沃科学技术研究所
图形摘要
信用:DOI: 10
1021/acs
chemrev
1c00302 两名来自斯柯达和麦吉尔大学的研究人员在《化学评论》杂志上发表了一篇关于结构蛋白质组学这一有前途的研究领域的综述
该领域结合了蛋白质化学和质谱，这是一种先进的分析技术，用于根据精确的质量来识别物质的化学成分
最终目标是解析蛋白质的详细结构，从而在分子水平上理解病理过程，如阿尔茨海默病，并更快、更有效地预测针对不同疾病的候选药物
结构蛋白质组学涉及识别相互作用蛋白质的结构以及蛋白质上与其他蛋白质(包括抗体)或药物分子相互作用的位点
这是通过一系列提供互补结构数据的技术实现的:表面修饰、有限的蛋白水解、氢氘交换和交联
“考虑一种对健康有严重影响的情况，两种蛋白质融合在一起
有时候你需要防止这种情况发生
例如，这一过程被认为是某些癌症背后的原因，”该研究的合著者、斯科尔特奇客座教授克里斯托夫·博尔彻斯评论道
除了确定蛋白质相互作用位点，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
这指的是蛋白质采用不同的空间构型而不改变它们的化学组成:简单地折叠成形状
研究人员研究构象变化是因为它们会影响蛋白质上哪些相互作用位点实际上被暴露，从而对药物分子或其他蛋白质有效
“比如说，出于某种原因，你有一种‘不健康的’构象变化，”博尔彻斯说
“突然之间你有了互动，接下来你知道的是——蛋白质开始聚集，形成纤维斑块——这就是阿尔茨海默氏症和帕金森氏症的情况
我们需要知道这种病理性构象变化是什么，以及产生的聚集体的结构
" “人工智能在这里非常重要
虽然它不能解释一切，但它确实增加了很多
研究合著者叶夫根尼·彼得罗琴科补充说:“例如，通过结合蛋白质化学、分子建模和人工智能，我们可以在理解构象变化及其在神经退行性疾病中的作用方面取得很大进展。”他认为这可能是结构蛋白质组学最大的应用之一
“因为当然，人们正在变老，但他们仍然会得癌症，或者神经退行性疾病，或者心血管疾病，”Borchers继续说道，他指出所有新的癌症药物中有90%是抗体——结构蛋白质组学也可以确定蛋白质-抗体的相互作用
“这是一个非常令人兴奋的领域，”研究人员说
“我们已经这样做了将近30年，我们在开发软件包来破译动态变化方面取得了很大进展，而这些动态变化是传统结构分析工具无法理解的，例如X射线晶体学、核磁共振或电子显微镜
我们开发了一系列互补的方法:交联研究、氢氘交换等
" 结构蛋白质组学的另一个特点是它的操作规模
想象一下，有一种药物，你需要描述它的作用模式:它到底在哪里与目标蛋白结合？(事实上，蛋白质是绝大多数药物的靶向分子
)蛋白质的功能是由其结构决定的，结构蛋白质组学不仅可以确定一种蛋白质的结构，还可以确定同时参与相互作用的许多蛋白质的结构
“我们一次要观察数百种蛋白质之间的相互作用
我们正在研究整个蛋白质网络
这是其他技术无法做到的，”博尔彻斯解释说
“和管弦乐队一样:你必须考虑整个事情
" 结构蛋白质组学是斯科尔泰克目前正在开展研究的领域之一
11月，该研究所举办了第十届结构蛋白质组学研讨会，这是一项国际在线活动，每年由博尔彻斯和彼得罗琴科与斯科尔泰克的叶夫根尼·尼古拉耶夫共同举办
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