编辑推荐：
为探究癌胚抗原（CEA）结构与功能，研究人员利用新型结构预测方法，对 CEA 单体、二聚体及与抗体复合物结构进行研究。结果揭示了 CEA 结构特征及相互作用模式，为深入理解其在结直肠癌中的作用提供新视角。
在生命科学和医学领域，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）一直是人们关注的焦点。它是全球第三大常见癌症，严重威胁着人类的健康。癌胚抗原（Carcinoembryonic Antigen，CEA）作为一种与结直肠癌密切相关的生物标志物，在肿瘤的检测和治疗中具有重要意义。然而，由于 CEA 的大小和高度糖基化的特性，成熟 CEA 的结构一直难以确定，这极大地限制了人们对其功能和作用机制的深入理解。就好比在黑暗中摸索，虽然知道 CEA 这个 “宝贝” 很重要，但却看不清它的模样，无法充分发挥它的价值。为了打破这一困境，研究人员迫切需要新的方法和技术来揭开 CEA 的神秘面纱，从而更好地应对结直肠癌这一挑战。
在这样的背景下，来自未知研究机构的研究人员开展了一项旨在利用新型结构预测方法探究 CEA 三级结构和相互作用的研究。他们的研究成果发表在《Biochemistry and Biophysics Reports》上，为我们带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从 Uniprot 获取 CEA 序列，去除信号肽和前肽后，选取特定序列作为建模输入。然后，利用 Alphafold 3 服务器预测成熟 CEA 蛋白结构，并依据相关研究添加 N - 聚糖。此外，通过在 Alphafold 3 中纳入两条单体 CEA 链模拟二聚化，同时将单体 CEA 与抗体 Tusamitamab 的 Fab 片段进行建模。
下面来看看具体的研究结果：
- 单体结构：预测的带有 N - 聚糖的 CEA 单体呈细长结构，有两个弯曲。B1 和 A2 结构域之间的弯曲由 351 位天冬酰胺上的聚糖引起空间位阻导致；B2 和 A3 结构域之间的弯曲不是由聚糖明显引起，该区域序列相似，弯曲位于连接区域的中心丙氨酸处。模型得分显示整体折叠预测合理，但部分相对位置可能存在误差。
- 二聚体结构：预测出两种合理的二聚体模型。得分最高的模型显示 A2 - B2 - A3 结构域间有相互作用，C 末端指向表明可能是来自同一细胞的二聚体，但 N 结构域无相互作用；第二得分模型中，两个 N 结构域有直接相互作用，糖基指向蛋白链间的空位，形成类似抗体 Fc 结构域的延伸，膜附着点指向相反方向，利于细胞间相互作用。
- CEA 和 Fab 复合物结构：CEA 与 Tusamitamab 的 Fab 片段复合物结构与 EM 结构相符，整体模型质量得分高于单体，所有原子的均方根偏差（RMSD）为 1.3 ?，且预测出了 612 位聚糖的影响。
在研究结论和讨论部分，研究人员发现添加聚糖的单体结构与未添加聚糖及未成熟链的预测结构不同。单体结构中的弯曲在未糖基化模型中预测确定性较低，可能是因为算法倾向于隐藏疏水区域或这些区域本身具有灵活性。二聚体预测结果与之前基于 EM 数据的建模结果部分相符，弯曲可能是灵活铰链，有助于 CEA 从同一细胞或不同细胞形成二聚体。此外，CEA 与抗体复合物的建模结果显示出算法的准确性，即使该复合物结构未在 Alphafold 3 训练集中出现。
这项研究意义重大。它为 CEA 的研究提供了全新的视角，揭示的弯曲结构有助于解释 CEA 如何实现细胞内和细胞间的功能，预测的抗体结合情况也为其他抗体 - 蛋白复合物的预测提供了信心。这一成果就像是为结直肠癌研究打开了一扇新的大门，让我们更深入地了解 CEA 在肿瘤发生发展中的作用机制，为未来开发更精准的癌症诊断和治疗方法奠定了坚实的基础。相信在未来，基于这些研究成果，科学家们能够开发出更有效的结直肠癌诊断工具和治疗策略，为无数患者带来新的希望。
