《Nature | 基于计算生成的IDRs蛋白质构象研究其与细胞功能和定位的关联性,关于序列-结构-功能的探究》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-02-03
  • 2024年1月31日,哥本哈根大学的研究人员在Nature期刊上发表了一篇题为Conformational ensembles of the human intrinsically disordered proteome的研究文章。

    蛋白质中存在一种被科学家忽视了的重要部分,叫做内在无序区域(IDRs)。IDRs是指那些没有固定的三维结构,而是可以变形的蛋白质片段。这些IDRs占据了蛋白质的一半左右,但是由于它们不能和其他生物分子很好地配合,所以一直被认为没有什么重要的功能。近年来研究表明IDRs在细胞生物学起到了重大作用,其中可能存在疾病治疗靶点,这篇文章主要研究了这一类蛋白构象集合特点与细胞功能、生物学过程的关联。

    该文章详细探讨了人体蛋白质组中的的内在无序区域(IDRs)。研究通过CALVADOS分子模型生成的IDRs构象集合,分析其构象属性、细胞功能和定位,探讨了IDRs的序列压缩关系和在正交同源体中的进化保守性。研究结果为理解IDRs在蛋白质功能中的角色以及其与人类疾病关系提供了全面视角。论文最后讨论了IDRs中致病变异的发生率,阐述了压缩的进化保守性及其与生物功能和疾病的关联。

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    • 本文内容转载自“ CNS推送BioMed”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/h2bfRORefRZYwtO9svZ6fA 2023年11月15日,Generate Biomedicines的研究人员在 Nature 期刊发表了题为Illuminating protein space with a programmable generative model的研究论文。 30亿年的进化产生了极其多样的蛋白质分子,但蛋白质的全部潜力可能要大得多。利用这种潜力对计算和实验来说都是一个挑战,因为可能的蛋白质分子的空间比那些可能具有功能的分子的空间要大得多。 该研究介绍了Chroma,这是一种蛋白质和蛋白质复合物的生成模型,可以直接对新的蛋白质结构和序列进行采样,并且可以调节以引导生成过程向所需的性质和功能方向发展。为了实现这一点,研究人员引入了一种尊重聚合物整体构象统计的扩散过程,一种有效的分子系统神经结构,可以通过亚二次尺度进行远程推理,通过预测残基间几何形状有效合成蛋白质三维结构的层,以及一种用于扩散模型的通用低温采样算法。 Chroma通过外部约束下的贝叶斯推理来实现蛋白质设计,这些约束可以涉及对称性、子结构、形状、语义甚至自然语言提示。310种蛋白质的实验表征表明,从Chroma取样得到的蛋白质高度表达、折叠并具有良好的生物物理特性。设计的两种蛋白质的晶体结构与Chroma样品表现出原子一致性(主干均方根偏差约为1.0 a)。通过这种统一的蛋白质设计方法,研究人员希望加速蛋白质物质的编程,以造福人类健康,材料科学和合成生物学。