蛋白间信息传输可变革新药物发现

相互关联的蛋白质运动，可以调解基本的生化过程，如信号转导和变构效应。这些过程背后的机制仍然是未知的，因为对它们的直接检测存在局限性。最近，巴塞罗那生物医学研究所（IRB）的科学家Xavier Salvatella和Modesto Orozco进行的一项研究表明，单个蛋白质内存在信息高速公路，将较远的部位连接和关联起来。

相关研究论文发表在2014年6月11日的《Nature Communications》，增进了药物发现的一个关键理论领域，会使我们在生物医学感兴趣的蛋白质中，发现更多的药物结合位点。

蛋白质是氨基酸链，当折叠成一定的结构模式以及展开时，会在细胞内发挥各种功能。蛋白质接收从一个蛋白质传输到下一个蛋白的信号，这些信号是生活所必需的。然而，在一个给定的蛋白质中，存在信号沿以传播的“高速公路”吗？也就是说，信号是如何传输给一个给定的蛋白质？IRP的ICREA教授、分子生物物理学实验室负责人Xavier Salvatella称：“这是生物物理学中的一个关键问题。”

这一研究表明，长距离的信息传输发生在蛋白质中。研究人员已在包含β-折叠片结构（折叠蛋白质采用的两种结构模式之一）的所有蛋白质中观察和证实过这种信号传输。

Salvatella指出：“我们发现了蛋白质内的信息传输路径和这个概念，我们已经验证了一种蛋白质结构基元，使我们能够推测，蛋白质具有药物可以发挥作用的很多有效表面。”

该科学家小组发现，虽然蛋白质各部分相距甚远，但是它们的运动是相关的。研究人员描述说：“就像芭蕾舞蹈家的舞蹈编排一样，同样的事情也发生在蛋白质上，各个参与部分虽然相距甚远，但是它们的运动相互连接。如果第一个参与者举起手臂，最后一个也会举起手臂。”

药物发现的一个金矿

在某种给定的疾病中，药物作用于靶蛋白的某个部位或活跃域。在大多数传染病和癌症中，其中一个问题是，药物相互作用的部位会发生演化和突变，药物失效。这一概念，目前已经通过了IRP研究人员的验证，可让我们认为，药物所前往的部位，与沿传输路径分布的任何其他站点一样有效。

Salvatella认为：“如果是在我们数据所显示的这种情况下，我们将会在一个蛋白质结构内发现许多部位，可同样有效、或更有效地与一种药物相互作用。这些部位，虽然距离蛋白质的关键或功能部位较远，但也具有同样的效果。”

科学家继续解释说，已有许多药物作用于非活跃部位，但是这些药物的发现纯属意外，要通过大规模分子筛选，观察到它们结合一个意想不到的部位。研究人员解释说：“这个系统显然是无效的。我们必须能够组织它，如果我们能够这样做，那么我们将有一种有效的方法，发现新的药物。”

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除了增进概念领域之外，Salvatella正致力于生物医学感兴趣的蛋白质。科学家断言：“我们已经能够并行研究生物医学感兴趣蛋白的通路。如果我们成功了，我们会为药物发现找到一个金矿。”