蛋白质运动揭示了脑瘤的弱点

　　

         

蛋白质没有单一的形状，而更像是动态的机器人。但是，它们是如何移动的呢?这告诉我们它们的功能是什么?Laura Orellana用计算机模拟描述了蛋白质的运动，并发现了一种治疗脑肿瘤胶质母细胞瘤的新药物靶点。

            

蛋白质数据库收集了数十年的研究数据，描述了蛋白质等不同种类生物分子的三维结构。这些知识是基于实验方法，如X射线晶体学或核磁共振(NMR)。

“这个数据库目前包含大约6万个来自人类蛋白质的已知结构，”卡罗林斯卡学院肿瘤病理学系的生物物理学家和研究员Laura Orellana说。

但这些图像仍然没有显示蛋白质是如何运动的。

“这是一个问题，因为它的功能在于运动本身。蛋白质就像微小的纳米机器，执行着维持我们生命的所有细胞功能，但动态机器的静态图像只能有限地描述它工作时的情况，”Laura Orellana说。

她正在研究描述蛋白质运动的计算机模拟。这些模拟是基于不同蛋白质的现有图像，并添加了基于物理基础的分子应该如何表现的知识。

            

如果EGFR走错一步，脑瘤就可能发生。

她试图模拟的一种蛋白质是致癌基因EGFR (HER1)，它能促进细胞分裂。它是一种复杂的动态蛋白质，一部分在细胞外，一部分在细胞内。在肺癌中，蛋白质的突变部分在细胞内，但在胶质母细胞瘤(一种脑癌)中，它们在细胞外。这反过来又会影响药物的疗效。

Laura Orellana和她的同事研究了EGFR在胶质母细胞瘤中的移动方式。

“这就像拼一个大拼图。我们想要创建一个真实的图像，了解蛋白质的不同变体作为一个整体是如何运动的，”Laura Orellana说。

研究人员似乎已经很好地解决了这个难题。通过模拟，他们揭示了在胶质母细胞瘤中，突变导致了蛋白质的大部分细胞外部分的运动。这以一种与肺癌不同的特定方式激活细胞内部分，并推动胶质母细胞瘤的肿瘤发展。但计算机模拟也揭示了一个暴露的接触表面，抗体可以附着在上面。研究人员已经在细胞和动物模型的实验中证实了他们在计算机模拟中看到的情况。在细胞和动物实验中，一种特殊的抗体能够与这种特殊的接触面结合，并极大地抑制了胶质母细胞瘤的生长。

“我们需要了解这种机器是如何在原子水平上运行和工作的。药物不与蛋白质的任何部位结合，而只与特殊的部位结合。这样一个口袋可以有时打开，有时关闭，这取决于蛋白质的运动，”Laura Orellana说。