作者:王兆昱 来源:中国科学报 发布时间:2024/3/7 11:40:14
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预测蛋白质“糖衣”形态有了新方法 有助于药物研发

 

2月29日,德国、波兰、法国与中国台湾组成的科研团队在学术期刊《细胞》发表成果,开发出能在几分钟之内预测蛋白质“糖衣”形态的新型计算方法,有助于进一步了解蛋白质在健康和疾病中的作用,帮助药物与疫苗研发。

蛋白质不仅对细胞存活至关重要,还影响着疾病的发生和发展。一直以来,科学家使用实验和计算方法来研究蛋白质的三维原子结构。人体细胞75%以上的蛋白质表面都覆盖着一层“糖衣”,是由糖类分子在蛋白质周围形成的动态保护层。然而,由于糖的流动性和多变性,科学家很难确定“糖衣”的形态,或它们如何影响蛋白质与药物分子的相互作用。此前,只能在超级计算机上对“糖衣”的形态进行仿真预测,且需要几千小时甚至几百万小时的计算时间。

该联合团队开发了名为GlycoSHIELD的新算法,功能强大,可以快速且逼真地模拟蛋白质表面“糖衣”。科研团队创建并分析了一个包含几千种三维形态“糖衣”的数据库,通过长时间的模拟和实验,发现当附着的糖不与膜或蛋白质的一部分发生碰撞,就足以对“糖衣”形态进行可靠的预测。他们还利用GlycoSHIELD揭示了镇静剂和麻醉剂的重要靶点GABAA受体上“糖衣”的形态。

该科研团队表示:“我们的算法减少了所需的资源、计算时间和专业知识。现在,任何人都可以在几分钟内通过个人计算机来计算蛋白质上糖分子的排列和动力学,而无需专业知识和高性能计算机。只需指定蛋白质和糖的连接位置,我们的软件就会在蛋白质表面以最可能的排列方式拼出它们。此外,这种新的计算方法非常节能,不仅可用于研究,还有助于药物或疫苗的开发,例如癌症免疫疗法。”

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.01.034

 
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