揭示蛋白质的秘密

揭示蛋白质的秘密

索尔克科学家开发识别蛋白质未发现重要功能的新方法

拉霍亚—在细胞熙熙攘攘的环境中，数以千计的蛋白质相互碰撞。尽管一片繁忙，但每种蛋白质都能选择性地与其正确的伙伴相互作用，这要归功于其表面上特定的接触区域，尽管经过数十年的蛋白质结构和功能研究，这些区域仍然比预期的要神秘得多。.

现在，索尔克研究所的科学家们开发了一种新方法，可以用以发现蛋白质上哪些表面接触点对于这些细胞相互作用至关重要。这种新颖的方法表明，即使是已经被充分研究过的蛋白质，也能揭示出其必不可少的新功能，并对治疗性药物的开发具有重要意义，因为药物的开发在很大程度上取决于药物与细胞靶点之间的物理相互作用。该论文出现在了……早期在线版本中。 遗传学 将于11月下旬公布，并定于该期刊的1月印刷版上发表。.

“本文说明了该方法的强大之处，”资深作者说。 维姬·伦德布拉德, Ralph S. 和 Becky O’Conner 讲席教授。“它不仅可以识别蛋白质先前未知的活性，还可以精确指出蛋白质表面上执行这些新功能的氨基酸。”

氨基酸是蛋白质的基石。它们的特定线性排列决定了蛋白质的身份，它们在其表面的聚集充当了接触点，调节蛋白质如何与其他蛋白质和分子相互作用。隆德布拉德和她的同事们怀疑，尽管在破译蛋白质的奥秘方面已经工作了几十年，蛋白质表面这种调节性景观的范围在很大程度上仍然未被探索。很久以前，她的团队在逐一筛选了 30 万个突变酵母细胞时，意外地发现了一个这样的调节性氨基酸簇。尽管这项工作在一个新的端粒生物学研究领域开辟了道路，但隆德布拉德决心找到一种更稳健的方法，能够快速揭示更多这些未被探索的蛋白质表面。.

现入约翰·卢宾，他是伦德布拉德实验室的博士生，本科时就开始与她共事。.

“我的任务是找出如何只筛选30个突变酵母细胞，而不是30万个，来发现蛋白质的新活性，”该论文的共同第一作者Lubin说道。另一位共同第一作者Timothy Tucey曾是Lundblad小组的博士后研究员，现就职于莫纳什大学。.

他们一起转向了一种名为 Est1 的蛋白质，这是 Lundblad 在 1989 年作为博士后研究员在酵母中发现的。Est1 是端粒酶（一种酶）的一个亚基，端粒酶可以防止染色体末端的保护性帽（称为端粒）变得太短。作为第一个被发现的端粒酶亚基，Est1 已经被许多研究小组进行了深入研究。.

索尔克团队的方法是向酵母细胞中引入一组少量但经过定制的突变，以选择性地破坏细胞 Est1 蛋白上的表面接触。然后，该团队分析细胞，观察各种突变是否以及有何影响。特定突变引起的异常将表明未突变版本的作用。为此，他们使用了一种遗传学技巧，将每种突变蛋白注入细胞，并寻找能够干扰细胞功能的罕见突变蛋白，因为他们先前的研究表明，这会优先靶向蛋白质表面。.

隆德布拉德的团队通过这种方法发现了 Est1 的四种功能。科学家们发现，通过对 Est1 表面氨基酸进行突变导致这四种功能受损，会产生端粒严重缩短的细胞，这表明 Est1 与端粒酶复合物的接触在其中发挥着特定的作用。.

“这种技术让我们感到兴奋的是，它可以应用于多种蛋白质，”伦德布拉德说。“特别是，许多治疗药物依赖于能够接触蛋白质表面的一个非常特定的位置，我们怀疑这种方法可以揭示这一点。”

利用这种方法，她的团队已经发现了一组调控基因组稳定性的蛋白质的新功能，并且已经申请了为药物靶点研究提供资金的资助。.

这项工作由美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会、罗斯希尔斯基金会和格伦衰老研究中心资助。.