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蛋白協(xié)同進化研究新方法可用于藥物
最近更新時間：2013-5-9
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蛋白協(xié)同進化研究新方法可用于藥物
西班牙國家癌癥研究中心（CNIO）Alfonso Valencia領(lǐng)導的研究團隊，發(fā)表了題為“Emerging methods in protein co-evolution”的綜述文章，概述了研究蛋白協(xié)同進化及相互作用的新方法，展望了這些方法在選擇性藥物中的應用。文章發(fā)表在Nature旗下的《自然—評論》（Nature Reviews Genetics）雜志上。
研究人員在綜述中指出，以協(xié)同進化原則為基礎的計算方法，可以對蛋白結(jié)構(gòu)、蛋白功能和蛋白質(zhì)相互作用進行分析和預測，給這些領(lǐng)域帶來了革命性的轉(zhuǎn)變。
“蛋白質(zhì)以相互協(xié)調(diào)的方式演化，也被稱為協(xié)同進化molecular coevolution。在過去幾年中，這類研究的分析工具發(fā)生了重要改變，”Valencia說。
這種微觀進化領(lǐng)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(fā)生的結(jié)構(gòu)改變。同時也有助于人們分析，疾病所引起的改變會產(chǎn)生怎樣的潛在影響，例如癌癥或神經(jīng)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(guān)系。同樣，蛋白也并不是獨自執(zhí)行功能的獨行俠，它們也會彼此協(xié)調(diào)。正因如此，進化傾向于在蛋白中引入?yún)f(xié)調(diào)性的改變，調(diào)節(jié)蛋白之間的關(guān)系。
“與上世紀九十年代相比，現(xiàn)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(xié)同進化，給進化論賦予了更深層的意義，”Valencia說。“以協(xié)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(xié)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(jié)合的方法；以及可以預測數(shù)千蛋白互作網(wǎng)絡的方法。
過去二十年來，Valencia的團隊完成了相關(guān)領(lǐng)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(fā)表文章預測了Ras蛋白與其他蛋白的結(jié)合特異性。我們采用的正是此前以協(xié)同進化為基礎開發(fā)的工具，這一工具已經(jīng)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(guān)，研究這些蛋白與其他重要蛋白的作用方式，將會開辟藥物的新途徑。
作者在展望相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)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(shù)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(fā)，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。（生物谷Bioon.com）