近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院劉海燕教授、陳泉副教授研究組在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能設(shè)計研究領(lǐng)域取得新進展，研究成果發(fā)表在10月27日出版的Nature Communications上。
蛋白質(zhì)氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系是科學(xué)界懸而未決的課題。國際上蛋白質(zhì)設(shè)計領(lǐng)域有實驗驗證的自動設(shè)計方法只有寥寥一兩種，且蛋白質(zhì)全序列從頭設(shè)計的成功率還很低。
統(tǒng)計能量函數(shù)是一種從天然蛋白質(zhì)序列和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中抽提、總結(jié)得出的普適性模型，有了準(zhǔn)確的能量模型，就可以通過優(yōu)化序列能量進行蛋白質(zhì)設(shè)計。研究人員提出了一種用全新策略構(gòu)建的統(tǒng)計能量函數(shù)，理論分析表明其設(shè)計結(jié)果顯著不同于、且在一些重要方面優(yōu)于現(xiàn)有最好的蛋白質(zhì)設(shè)計模型。研究人員還將一種基于融合內(nèi)酰胺酶活性的在體檢測方法應(yīng)用于從頭設(shè)計蛋白折疊性的高效鑒定和改進。研究人員還通過三套目標(biāo)主鏈結(jié)構(gòu)從頭設(shè)計的序列，獲得了四個穩(wěn)定折疊的人工蛋白；用核磁共振方法解析了其中兩個蛋白質(zhì)的溶液結(jié)構(gòu)，其實際空間結(jié)構(gòu)與設(shè)計目標(biāo)高度一致。
該研究工作建立了蛋白質(zhì)從頭設(shè)計的新途徑，為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的設(shè)計改造提供了新工具。中國科大博士生熊鵬和王蒙是論文的共同第一作者。
該項研究得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部及安徽省自然科學(xué)基金委的支持。
從頭設(shè)計蛋白質(zhì)的實際空間結(jié)構(gòu)（黃色）與目標(biāo)結(jié)構(gòu)（紅色）比較
