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      模擬蛋白質(zhì)相互作用的新方法可以加速藥物開發(fā)
      
			
      
				2019-01-18 11:10:55
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      蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)相互作用(PPI)是細(xì)胞功能的基礎(chǔ)，當(dāng)這些過程受到損害時，癌癥等疾病就會出現(xiàn)。多年來，科學(xué)家們一直試圖通過制定PPI來了解細(xì)胞過程。現(xiàn)在，由Stony Brook大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家團(tuán)隊創(chuàng)建了一種超快速的蛋白質(zhì)相互作用模型。該方法可能有助于為設(shè)計藥物鋪平道路，所述藥物可防止導(dǎo)致疾病的有問題的蛋白質(zhì)相互作用。該研究結(jié)果發(fā)表在PNAS的早期在線版上。
      

      模擬蛋白質(zhì)相互作用的新方法可以加速藥物開發(fā)
      

      蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要組成部分。許多蛋白質(zhì)通過與其他蛋白質(zhì)相互作用來發(fā)揮其功能。在典型的細(xì)胞中，發(fā)生數(shù)十萬種不同的蛋白質(zhì)相互作用。表征這些相互作用的結(jié)構(gòu)有助于闡明生物體如何在疾病發(fā)展過程中正常發(fā)揮作用。
      

      “所考慮的問題是給出了兩種單獨(dú)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，以預(yù)測這些蛋白質(zhì)如何相互作用，”Dima Kozakov博士說，他是應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)系的主要作者和助理教授，也是一名教授。 Laufer物理和定量生物學(xué)中心和石溪大學(xué)高級計算科學(xué)研究所(IACS)。他把這種方法比作表征所有可能的結(jié)構(gòu)，即“樂高積木”對由一大堆不同的單獨(dú)起始塊組成。
      

      在題為“通過快速廣義傅里葉變換在5D旋轉(zhuǎn)流形上進(jìn)行蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)對接”的論文中，作者解釋了一種新算法，用于創(chuàng)建蛋白質(zhì)相互作用建模的超快速方法。他們發(fā)現(xiàn)該方法的運(yùn)行速度比以前最先進(jìn)的方法快10到100倍，而且不會降低準(zhǔn)確性。
      

      研究人員使用了一種稱為快速流形傅里葉變換(FMFT)的方法來幫助加速計算，使他們能夠采樣大量推定的蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)復(fù)合物構(gòu)象。
      

      “這種方法背后的想法是將蛋白質(zhì)呈現(xiàn)為量子形狀的組合，使用單一計算能夠快速同時分析多對，而不是獨(dú)立評估每對，”Kozakov博士總結(jié)道。“這種方法可以在個人筆記本電腦上在15分鐘內(nèi)完成，可以用來代替昂貴的實驗技術(shù)來確定蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。”
      

      新算法很快將通過名為ClusPro的公開蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)對接服務(wù)器提供給科學(xué)界。該資源在全球擁有超過15000名學(xué)術(shù)用戶，由國家科學(xué)基金會和國家科學(xué)基金會支持，由Laufer中心和IACS的同一研究團(tuán)隊與波士頓大學(xué)的科學(xué)家合作開發(fā)。
      

      ClusPro被評為最新一輪國際盲蛋白質(zhì)對接競賽中稱為CAPRI(預(yù)測相互作用的關(guān)鍵評估)的自動對接服務(wù)器。
      

      Kozakov博士及其同事認(rèn)為，在ClusPro服務(wù)器中實施的新方法將使科學(xué)家能夠為整個細(xì)胞模擬蛋白質(zhì)相互作用，這是設(shè)計藥物以防止導(dǎo)致疾病的蛋白質(zhì)相互作用缺陷的關(guān)鍵步驟。
      
			

			
        
      
			
      
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