PNAS解析两种关键肿瘤靶蛋白之间的互作界面

细胞生长和增殖的误调节可导致各种疾病，包括癌症。最近，有研究显示，对细胞控制起决定作用的两种蛋白Bcl-2和NAF-1，可影响细胞增殖。

目前，美国莱斯大学理论生物物理中心（CTBP）的生物物理学家，利用多种技术，对于NAF-1和Bcl-2的相互作用界面，做了详细的描述，对于两种关键蛋白的实验和计算机分析，揭示了一个以前未知的结合界面，可通过药物治疗解决。这些新的见解，可对研究癌症和衰老相关疾病的研究人员产生很大影响。相关研究结果发表在2014年3月份的《PNAS》杂志。

Bcl-2蛋白，以其在细胞程序性死亡中的作用而闻名；NAF-1蛋白，是结合毒性铁硫簇（iron sulfur cluster）的NEET家族成员。这两种蛋白之间的互动，现在被称为是自噬和细胞凋亡的一个决定因素。

蛋白质的凹槽和折叠，可结合细胞内信号转导通路中的其它分子和催化作用。Onuchic指出，若能阻断一个特定结合位点或增强想要的相互作用，对于药物设计将非常关键。

Onuchic说：“在我们早期的工作中，我们已经表明，NEET蛋白和癌症之间存在关联，它们的移动控制了铁硫簇，详情阅读：PNAS揪出癌症增殖的“头号嫌疑犯”。现在我们可以在分子水平上了解这些互动是如何被控制的。已有研究表明，NAF-1在癌细胞中的表达上调，因此我们认为，癌症可能控制了这个蛋白的表达。这会影响细胞的制衡系统。了解NAF-1可为我们如何开发新疗法提供更好的想法。”

研究人员发现，NAF-1可结合到Bcl-2蛋白的两个特定区域，Bcl-2可结合到NAF-1β帽和铁硫簇结合结构域之间形成的凹槽；在簇结合结构域和β帽结构域顶部的感兴趣接触区之间，存在最强的耦合。Onuchic称，由于铁硫簇是参与NAF-1活性的功能实体，那么，这些结果清楚地表明，Bcl-2和NAF-1之间的相互作用可影响其活性。

研究小组使用了一种独特的实验和理论相结合的方法，包括利用Bcl-2到NAF-1片段的肽阵列结合研究；研究人员利用对氢/氘交换敏感的分光仪，进行了集群转移研究和其它全长蛋白质相互作用的功能性研究。他们将其数据与CTAP创建的计算机处理（称为直接耦合分析，DCA）过程相结合，研究人员因而可以通过这些蛋白质的基因组根，预测蛋白质之间的相互作用。

化学和生物化学教授Patricia Jennings是本文的共同第一作者，她称：“这三种技术中的每一种，不仅证实了其他方法所得到的结果，还提供了独特的见解。”

Jennings称，联合技术适用于一般的生物分子相互作用。“DCA可以帮助我们有效地过滤大量数据，不需要高分辨率的结构研究。肽阵列对于结合高亲合力的片段定位是很强大的，氢/氘交换研究可使我们监测完整蛋白质的某些部位，这些部位通过结构研究不能看到，并且不适用于DCA分析。总之，这些技术提供了一种精致的协同作用。”