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光明日报我科学家验证蛋白质设计新方法

2018-11-30 18:36:19

[光明]我科学家验证蛋白质设计新方法

本报合肥11月5日电 李陈续近日从中国科技大学了解到,该校生命科学学院刘海燕、陈泉研究组在蛋白质设计领域取得重要进展,成功实现给定目标结构的蛋白全序列从头设计,的《自然·通讯》杂志发表了该研究成果。

作为生命功能主要执行者,蛋白质是由不同类型氨基酸按照特定顺序串联成的长链状生物大分子,且很多蛋白质分子需要在空间折叠成特定的三维结构才能发挥功能。目前,能够折叠成稳定三维结构的蛋白质几乎全部是天然蛋白质。而蛋白质设计是人工指定蛋白质的氨基酸序列,使其具有预期的三维结构和功能。国际上迄今为止有实验验证报道的自动设计方法只有一两种,不仅成功率很低,而且判别所设计的蛋白质能否形成稳定的三维结构也十分困难。

刘海燕和陈泉研究组建立了一种用全新策略构建的统计能量函数,用于蛋白质设计。同时,他们利用一种基于细菌细胞耐药性报告蛋白质折叠好坏的方法,来快速检测人工设计的蛋白质是否能折叠成稳定的三维结构,不仅检测效率高,还能通过实验筛选对设计做出改进。实验中,通过用三种不同天然蛋白质的空间结构为设计目标,获得了四个稳定折叠的人工蛋白质。用核磁共振方法解析了其中两个人工蛋白质的溶液结构,其实际空间结构与设计目标均高度一致。

专家评价,该工作建立了蛋白质从头设计的新途径,为今后设计蛋白质疫苗、蛋白质药物提供了新的方法。

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