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La technologie neuve prévoit les sites allostériques en protéines

Une technologie neuve qui emploie la structure d'une protéine pour prévoir le câblage intérieur qui règle le fonctionnement et la dynamique de la protéine est maintenant procurable pour que les scientifiques utilisent. L'outil, développé par des chercheurs à l'État de Penn, peut être utile pour le bureau d'études de protéine et le modèle de médicament.

Nikolay Dokholyan, professeur de la pharmacologie à l'université d'État de Penn du médicament, et du chercheur post-doctoral Jian Wang a produit un algorithme Ohm appelé qui peut prévoir les sites allostériques dans une protéine.

Ce sont emplacement où les protéines sont particulièrement sensibles pour transmettre par relais certains changements de leur structure et fonctionnement en raison des stimulus externes comprenant d'autres protéines, petites molécules, eau ou ions. La signalisation et entre aux sites allostériques en protéines règlent beaucoup de procédés biologiques.

Selon Dokholyan, la capacité de l'ohm de prévoir les sites allostériques en protéines peut être utile pour développer la thérapeutique visée pour certaines conditions de la maladie.

Il a dit que beaucoup de médicaments sur le marché, tel que le récepteur Protéine-Accouplé par G (GPCR) dope, peut entraîner des effets secondaires fortuits parce qu'elles les protéines cibles qui sont assimilées en structure à leur objectif destiné.

Les médicaments conçus pour viser les sites allostériques spécifiques sur une protéine d'intérêt peuvent si tout va bien éviter des effets secondaires provoqués par les médicaments qui visent les protéines assimilées. L'ohm peut être utile pour les chercheurs biomédicaux recherchant à recenser les sites allostériques en protéines qui jouent des fonctions clé dans des procédés biologiques de certaines maladies. »

Nikolay Dokholyan, professeur de la pharmacologie, université d'État de Penn de médicament

Les protéines effectuent des rôles essentiels dans le fuselage et sont établies utilisant code génétique inscrit dans l'ADN d'une personne. Chaque protéine est établie utilisant des séquences de 20 acides aminés différents.

Wang et Dokholyan ont présumé que les forces matérielles des interactions entre les atomes qui composent les acides aminés leur permettraient de prévoir des voies allostériques et des sites en protéines.

L'ohm a été conçu pour représenter les interactions entre les atomes et recense des endroits de densité en protéines pour prévoir des voies allostériques et des sites en protéines.

« Dans une structure cristalline, atomes sont espacés régulièrement à part et l'énergie la traverse même d'une mode, » Dokholyan a dit. Les « structures des protéines sont hétérogènes, ainsi l'énergie les traversera dans les régions où les atomes plus en masse sont bourrés ensemble. L'ohm recense des régions et des voies de densité atomique qui lui permettent de prévoir les sites allostériques en protéines. »

Elles ont vérifié la fonctionnalité du programme en entrant les caractéristiques génétiques de 20 protéines avec les sites allostériques connus pour voir si le programme prévoirait exactement les mêmes endroits. Les résultats de l'analyse, publiée dans des transmissions de nature, prouvées que l'ohm a recensé plusieurs des mêmes sites allostériques que ceux ont prévu des méthodes et des expériences précédentes.

Dokholyan, un membre d'institut de cancer d'État de Penn, a indiqué que l'ohm peut analyser les circuits allostériques en n'importe quelle protéine et que les chercheurs peuvent atteindre l'outil par un serveur sur le site Web de son laboratoire.

Les « chercheurs autour du monde peuvent employer l'ohm pour prévoir les sites allostériques et des voies en leur protéine d'intérêt, » Wang a dit. « Cet outil sera essentiel pour le contrat à terme du développement allostérique de médicament qui recherche à réduire des effets secondaires non désirés par la désignation d'objectifs spécifique. »

Source:
Journal reference:

Wang, J., et al. (2020) Mapping allosteric communications within individual proteins. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-17618-2.