国产日产精品_国产精品毛片_91精品视频在线看_在线播放日韩_欧美电影《轻佻寡妇》

圖片來(lái)源： Bobby Kim/萊斯大學(xué)

膜蛋白對(duì)于光合作用、視覺(jué)等功能至關(guān)重要。它們還是細(xì)胞的看門人，能決定什么可能會(huì)通過(guò)細(xì)胞膜，也幫助從細(xì)胞膜外部輸入養(yǎng)料和將內(nèi)部垃圾輸出。由于這些多重角色，它們構(gòu)成了很大一部分的藥物靶點(diǎn)。雖然它們的功能很明確，但是關(guān)于它們?nèi)绾握郫B的信息卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于球狀蛋白質(zhì)。

Wolynes及其同事使用原始的基因組信息，來(lái)預(yù)測(cè)氨基酸鏈將如何通過(guò)遵循阻力最小的途徑(取決于鏈上每個(gè)殘基相關(guān)的能量)，折疊成為功能蛋白質(zhì)。一個(gè)蛋白質(zhì)越接近于其功能性“原始”狀態(tài)，它就會(huì)越穩(wěn)定。Wolynes的開(kāi)創(chuàng)性理論生動(dòng)地將這種能量描繪成一個(gè)漏斗。

為了檢測(cè)他們的計(jì)算機(jī)模型，研究人員將它們與X射線晶體學(xué)獲得的真實(shí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。大量的結(jié)構(gòu)對(duì)球狀折疊的蛋白質(zhì)是可用的，這些蛋白漂浮在體內(nèi)，執(zhí)行生命必不可少的任務(wù)。

但直到最近幾年，我們已經(jīng)很難獲得跨膜蛋白的相似結(jié)構(gòu)，因?yàn)橐崛∷鼈冇糜诔上瘢瑫r(shí)又不會(huì)破壞它們，難度非常的大。最近有研究人員利用一種去垢劑洗掉目的蛋白上的大多數(shù)膜，Wolynes稱：“它在蛋白質(zhì)周圍留下一個(gè)脂肪層，但是卻給出一種涂層，可使整個(gè)分子在后來(lái)形成晶格。”

當(dāng)Wolynes注意到，兩種廣泛使用的細(xì)胞生物學(xué)教材對(duì)于跨膜蛋白如何折疊有完全不同的意見(jiàn)時(shí)，受到啟發(fā)研究膜蛋白。他說(shuō)：“其中一本教材，列出所有規(guī)則，說(shuō)：‘這是證據(jù)表明，它是動(dòng)力學(xué)控制的。’另外一本教材指出：‘這是證據(jù)表明，它是熱力學(xué)控制的。’它們以那種方式被寫入教材，好像是絕對(duì)確定。我想說(shuō)我仍然不確定，但我認(rèn)為我們的工作更多地指出，折疊是熱力學(xué)(平衡)控制的，至少一次蛋白質(zhì)是停留在膜中。”

Kim和Schafer修改了Wolynes實(shí)驗(yàn)室使用的一種蛋白質(zhì)折疊算法，被稱為聯(lián)想記憶、水介導(dǎo)的結(jié)構(gòu)和能量模型(AWSEM)，來(lái)解釋膜蛋白所特有的外界影響，包括將部分折疊蛋白質(zhì)插入膜的易位子機(jī)制和膜本身。

利用這種算法，他們成功地確定，熱力學(xué)漏斗在膜蛋白折疊中似乎仍然占據(jù)上風(fēng)，如同它們?yōu)榍驙畹鞍踪|(zhì)所做的。

Kim稱：“我們有來(lái)自許多不同實(shí)驗(yàn)室的膜蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，我們能了解在它們之間轉(zhuǎn)換的參數(shù)。這些參數(shù)指定兩個(gè)殘基(珠)應(yīng)該相互作用的多么強(qiáng)烈，并考慮周圍的環(huán)境。這可讓我們能夠從原始序列做出預(yù)測(cè)。”

隨著越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)變得可用，研究人員希望調(diào)整AWSEM膜算法。Wolynes說(shuō)：“我不認(rèn)為我們已經(jīng)了解膜的相互作用。”這表明大部分的漏斗形折疊發(fā)生在蛋白質(zhì)進(jìn)入膜之后，很少是因?yàn)槭杷?動(dòng)力學(xué))相互作用，疏水性相互作用在球狀蛋白質(zhì)折疊中發(fā)揮了更大的作用。他說(shuō)：“我的直覺(jué)是，那將是正確的。”

Wolynes說(shuō)：“本文的意義在于，現(xiàn)在我們有一種運(yùn)算法則，可根據(jù)原始的基因組序列，相當(dāng)好地預(yù)測(cè)膜蛋白結(jié)構(gòu)。這對(duì)于解釋新一代的實(shí)驗(yàn)結(jié)果將非常的有用。”

原文摘要：

Predictive energy landscapes for folding α-helical transmembrane proteins

Bobby L. Kim, Nicholas P. Schafer and Peter G. Wolynes

We explore the hypothesis that the folding landscapes of membrane proteins are funneled once the proteins’ topology within the membrane is established. We extend a protein folding model, the associative memory, water-mediated, structure, and energy model (AWSEM) by adding an implicit membrane potential and reoptimizing the force field to account for the differing nature of the interactions that stabilize proteins within lipid membranes, yielding a model that we call AWSEM-membrane. Once the protein topology is set in the membrane, hydrophobic attractions play a lesser role in finding the native structure, whereas polar–polar attractions are more important than for globular proteins. We examine both the quality of predictions made with AWSEM-membrane when accurate knowledge of the topology and secondary structure is available and the quality of predictions made without such knowledge, instead using bioinformatically inferred topology and secondary structure based on sequence alone. When no major errors are made by the bioinformatic methods used to assign the topology of the transmembrane helices, these two types of structure predictions yield roughly equivalent quality structures. Although the predictive energy landscape is transferable and not structure based, within the correct topological sector we find the landscape is indeed very funneled: Thermodynamic landscape analysis indicates that both the total potential energy and the contact energy decrease as native contacts are formed. Nevertheless the near symmetry of different helical packings with respect to native contact formation can result in multiple packings with nearly equal thermodynamic occupancy, especially at temperatures just below collapse.

無(wú)血清培養(yǎng)基UltraCULTURE Serum-free Medium

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