蛋白協同進化研究新方法可用于藥物研發
研究人員在綜述中指出,以協同進化原則為基礎的計算方法,可以對蛋白結構、蛋白功能和蛋白質相互作用進行分析和預測,給這些領域帶來了革命性的轉變。
這種微觀進化領域的革命,使人們得以預測蛋白間的相互作用,理解這些分子中發生的結構改變。同時也有助于人們分析,疾病所引起的改變會產生怎樣的潛在影響,例如癌癥或神經退行性疾病等等。
在宏觀尺度上,不同物種之間存在著競爭和共生關系。同樣,蛋白也并不是獨自執行功能的獨行俠,它們也會彼此協調。正因如此,進化傾向于在蛋白中引入協調性的改變,調節蛋白之間的關系。
“與上世紀九十年代相比,現在的計算方法更有效也更可靠,讓我們能夠在分子水平上探討協同進化,給進化論賦予了更深層的意義,”Valencia說。“以協同進化為基礎的方法,是我們分析和理解生物學分子活動的理想工具。”
作者在文章中介紹了以蛋白協同進化為基礎的計算方法,這些方法能夠預測不同復雜程度下的分子相互作用。其中包括:上世紀九十年代預測蛋白接觸點的方法;分析相似蛋白或同家族蛋白與配體選擇性結合的方法;以及可以預測數千蛋白互作網絡的方法。
過去二十年來,Valencia的團隊完成了相關領域的多項研究,并且一直在世界上處于地位。“Ras是*的癌基因,去年我們發表文章預測了Ras蛋白與其他蛋白的結合特異性。我們采用的正是此前以協同進化為基礎開發的工具,這一工具已經被許多其他研究團隊采用。”Valencia解釋道。Ras蛋白家族與多種癌癥有關,研究這些蛋白與其他重要蛋白的作用方式,將會開辟藥物研發的新途徑。
作者在展望相關領域的發展前景時稱,未來生物信息學程序員、物理學家、生物學家和數學家們的廣泛合作,將會大大推動人們對生物學分子機理的認識。
“從長遠來看,我們希望這些方法能夠有助于新藥開發,以便選擇性靶標異常細胞,從而減少藥物的副作用。”文章作者之一,David de Juan說。