蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是如何傳遞的

考慮一下在風(fēng)中搖曳的樹。樹枝的運動到達樹的樹干需要多長時間?該運動實際上如何通過樹傳播?

弗萊堡大學(xué)的研究人員正在將這種問題轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)分析中，蛋白質(zhì)是細胞的分子機制。由物理化學(xué)研究所的Thorsten Hugel教授，物理研究所的Steffen Wolf博士和Gerhard Stock教授領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員正在研究引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的信號如何從一個網(wǎng)站到另一個。他們還試圖確定這些機制發(fā)生的速度。到現(xiàn)在，研究人員一直無法分析精-確的信號傳輸速率，因為它涉及許多時間范圍-從納秒到幾秒。但是，弗萊堡的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)通過結(jié)合各種實驗，模擬和理論研究達到了這樣的分辨率。他們將結(jié)果發(fā)表在科學(xué)期刊上化學(xué)科學(xué)。

Hsp90中的反應(yīng)過程與單個氨基酸Arg380的結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。然后，Arg380將結(jié)構(gòu)信息傳遞到蛋白質(zhì)的一個子域，并最終將其傳遞給整個蛋白質(zhì)。導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化封閉了蛋白質(zhì)的中央結(jié)合位點，從而使其能夠履行新的職能。弗賴堡大學(xué)的研究人員懷疑，類似的分層機制，例如Hsp90蛋白中顯示的那種，在其他蛋白內(nèi)的信號傳遞中也具有根本的重要性。休格爾說，這對于使用藥物控制蛋白質(zhì)可能有用。

與樹木相反，研究中分析的蛋白質(zhì)Hsp90的運動以對數(shù)時間尺度展開。每個大型機芯的耗時大約是構(gòu)成大型機芯的小巧的獨立機芯的十倍。沃爾夫解釋說：“例如，一根樹枝的移動時間為幾秒鐘;樹枝的移動時間為幾秒鐘;樹干的移動時間為100秒。”結(jié)合使用最-新的實驗和理論方法，研究人員可以監(jiān)視變構(gòu)通訊，換句話說，可以顯示Hsp90中的反應(yīng)過程如何改變遠程蛋白質(zhì)結(jié)合位點。根據(jù)Stock的說法，研究小組發(fā)現(xiàn)了這種變構(gòu)過程所依據(jù)的動力學(xué)層次，其中包括納秒級到毫秒級的時標以及從皮克到幾納米的長度標度。