据最新一期《科学》杂志报导,西班牙巴塞罗那基因组调控中心和英国威康桑格研讨所的研讨人员发现,蛋白质的中心区域比此前以为的更安稳、更具容错性,推翻了蛋白质如多米诺骨牌一般,具有“牵一发而动全身”的软弱结构的认知。该效果有望显着提高蛋白质规划功率,加快新药、新酶等生物产品的开发进程。 蛋白质由20种氨基酸组成,其或许组合数量极端巨大。即便一个仅含60个氨基酸的小蛋白,其排列组合方法也高达10的78次方,简直与世界华夏子数量适当。面临如此杂乱的组合或许性,科学界长时间不解,为何进化能从中挑选出少量结构安稳、功用牢靠的组合? 曩昔干流观念以为,蛋白质中心区域的氨基酸堆叠严密,恣意改动都或许会引起全体结构失稳。但最新研讨显现,这一传统观念并不精确。 研讨人员挑选了一种叫SH3的小型蛋白结构作为研讨目标,它广泛存在于各种生物体内。接着,他们制作了数十万个略有不同的SH3版别,并测验它们是否还能正常折叠和发挥功用。效果显现,绝大多数变体均能保持安稳结构。真实不行改动的“要害氨基酸”仅占少量。这在某种程度上预示着,蛋白质的折叠规矩比曩昔以为的要“宽恕”得多。 研讨人员还根据试验数据建立了机器学习模型,用于猜测蛋白质序列的安稳性。该模型在比照超越5万个来自细菌、植物、昆虫和人类的天然SH3序列时,精确率极高,即便某些序列与人类版别的类似度低于25%。 这项效果为蛋白质工程带来重要启示。当时,研讨人员在规划酶类药物时,往往一定要经过很多试验逐个挑选略有不同的变体,进程缓慢且本钱昂扬。凭借新模型,他们可在计算机中一起测验多个规划的详细计划,极大提高研制功率。