Published on October 5, 2004 at 8:58 PM
患者的疾病患II型糖尿病,阿爾茨海默氏症的,帕金森氏症和幾十個較小的已知的弊端等有一個共同點:他們從一個對澱粉樣大的建立,組織,是創建當億萬錯誤折疊的蛋白質粘在一起,並形成遭受一個大規模,人體自身不能得到徹底擺脫。
醫生們尚未了解澱粉樣是否會導致疾病或從它的結果,但事實上,他們是在非常不同的疾病,影響數以百萬計的人點需要更好地了解蛋白質折疊的基本過程是最複雜的之一和最不理解所有的生物現象。
研究出現在10月8日的分子生物學雜誌“的問題,介紹了一種新的技術,它可能會幫助科學家預測的蛋白質容易錯誤折疊和在什麼時候折疊過程很可能打破。這項研究可能支持努力找到涉及澱粉樣疾病的原因,它可以證明在更普遍的疾病,如癌症和心臟疾病有關的蛋白質研究的研究人員非常有用。
首席研究員張柏芝金文泰,在萊斯大學的化學助理教授說:“我們知道,”現在,大部分的疾病都涉及蛋白質會在以下兩種方式之一錯誤。 “首先,蛋白質不正常工作,因為它們折疊成錯誤的形狀。這是我們看到在鐮狀細胞貧血,例如,由於遺傳缺陷,導致被錯誤地合成的氨基酸序列,。
“蛋白去錯誤的第二種方法是,不是所有的折疊,這是我們發現在涉及澱粉樣疾病。在這種情況下,錯誤折疊的蛋白質組裝成宏觀聚集在一起。“
生活的所有基本功能是進行蛋白質,在我們的每一個細胞的DNA中包含了所有我們需要的蛋白質的藍圖。每一個蛋白質有一個特點形狀,它折疊成形狀本身很快 - 通常在不到一秒鐘 - 後作出。為了執行其任務,蛋白質相互作用與另一個,與一些分子,切割其他成片的結合和融合其他分子。
由於蛋白質的功能往往是根據特定的化學相互作用 - 酶,例如,作出或破壞其他分子化學鍵的蛋白質 - 蛋白質中的單個原子必須對齊,因此,如果他們是正常的。因此,有一種蛋白質的形狀和它的功能之間的直接關係。
澱粉狀蛋白的研究是很少的蛋白質的形狀是眾所周知的事實複雜,蛋白質折疊的機制是一個謎,蛋白質折疊是極其複雜的,甚至在世界上運算速度最快的超級計算機將需要幾十年來模擬所有的一個單一的蛋白質折疊成其形狀特徵時發生的化學作用。
儘管這種神秘和複雜性,金文泰和他的同事相信他們正在創造一種統計方法,將幫助科學家預測容易錯誤折疊的蛋白質。
維杰-潘德,助理教授,化學, 斯坦福大學結構生物學和Folding @ Home的分佈式計算項目的創始人說:“在設計一個計算機模型蛋白質折疊,可以不考慮一切,因為有太多的變數, “ 。 “通過設計,保留必需的蛋白質動力學的物理和化學功能的簡化模型,金文泰的團隊正在進展非常順利,在定量預測 - 詳細的模擬,我們通過 Folding @ Home的創建工作的高度免費”
基本熱力學決定蛋白質折疊的整個過程可以作為系統的展現,到盡可能低的免費能量狀態的蛋白質的進展。要確定是否有蛋白是一種錯誤折疊的候選人,金文已制定了一套理論和實驗之間的動態相互作用 - 每個通知其他作為實驗開展 - 構建能源的知名度與國家的蛋白質通過,而它折疊的進步。
當這種能量配置文件是一個多維的圖形繪製,金文泰和她的同事研究了像一座山範圍的形象,尋找低窪的山谷 - 減少能源的國家,其中的蛋白質是最有可能成為牽制的,才可以完成折疊成其應有的形狀。
最終,金文泰希望提煉和技術將被用於目錄已經在特定疾病有牽連的蛋白質折疊的能量。她認為,配置文件可以提供新的線索醫生和製藥公司有關的蛋白質藥物治療的很好的候選人。
金文泰共同撰寫的最新研究與研究生Silvina Matysiak。在金文泰的集團,Payel Das和阿列克謝 Tcherniak,和本科學生 Yoav Kallus,其他專業的研究生正在與金文和Matysiak實際應用的技術測試和改進。
這項研究是由國家科學基金會,韋爾奇基金會和德克薩斯州的先進技術計劃贊助。
http://www.rice.edu
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