PNAS解析兩種關(guān)鍵腫瘤靶蛋白之間的互作界面
日期:2014-03-31 09:25:07
細胞生長和增殖的誤調(diào)節(jié)可導(dǎo)致各種疾病,包括癌癥。最近,有研究顯示,對細胞控制起決定作用的兩種蛋白Bcl-2和NAF-1,可影響細胞增殖。
目前,美國萊斯大學理論生物物理中心(CTBP)的生物物理學家,利用多種技術(shù),對于NAF-1和Bcl-2的相互作用界面,做了詳細的描述,對于兩種關(guān)鍵蛋白的實驗和計算機分析,揭示了一個以前未知的結(jié)合界面,可通過藥物治療解決。這些新的見解,可對研究癌癥和衰老相關(guān)疾病的研究人員產(chǎn)生很大影響。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2014年3月份的《PNAS》雜志。
Bcl-2蛋白,以其在細胞程序性死亡中的作用而聞名;NAF-1蛋白,是結(jié)合毒性鐵硫簇(iron sulfur cluster)的NEET家族成員。這兩種蛋白之間的互動,現(xiàn)在被稱為是自噬和細胞凋亡的一個決定因素。
蛋白質(zhì)的凹槽和折疊,可結(jié)合細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的其它分子和催化作用。Onuchic指出,若能阻斷一個特定結(jié)合位點或增強想要的相互作用,對于藥物設(shè)計將非常關(guān)鍵。
Onuchic說:“在我們早期的工作中,我們已經(jīng)表明,NEET蛋白和癌癥之間存在關(guān)聯(lián),它們的移動控制了鐵硫簇,詳情閱讀:PNAS揪出癌癥增殖的“頭號嫌疑犯”。現(xiàn)在我們可以在分子水平上了解這些互動是如何被控制的。已有研究表明,NAF-1在癌細胞中的表達上調(diào),因此我們認為,癌癥可能控制了這個蛋白的表達。這會影響細胞的制衡系統(tǒng)。了解NAF-1可為我們?nèi)绾伍_發(fā)新療法提供更好的想法。”
研究人員發(fā)現(xiàn),NAF-1可結(jié)合到Bcl-2蛋白的兩個特定區(qū)域,Bcl-2可結(jié)合到NAF-1β帽和鐵硫簇結(jié)合結(jié)構(gòu)域之間形成的凹槽;在簇結(jié)合結(jié)構(gòu)域和β帽結(jié)構(gòu)域頂部的感興趣接觸區(qū)之間,存在最強的耦合。Onuchic稱,由于鐵硫簇是參與NAF-1活性的功能實體,那么,這些結(jié)果清楚地表明,Bcl-2和NAF-1之間的相互作用可影響其活性。
研究小組使用了一種獨特的實驗和理論相結(jié)合的方法,包括利用Bcl-2到NAF-1片段的肽陣列結(jié)合研究;研究人員利用對氫/氘交換敏感的分光儀,進行了集群轉(zhuǎn)移研究和其它全長蛋白質(zhì)相互作用的功能性研究。他們將其數(shù)據(jù)與CTAP創(chuàng)建的計算機處理(稱為直接耦合分析,DCA)過程相結(jié)合,研究人員因而可以通過這些蛋白質(zhì)的基因組根,預(yù)測蛋白質(zhì)之間的相互作用。
化學和生物化學教授Patricia Jennings是本文的共同第一作者,她稱:“這三種技術(shù)中的每一種,不僅證實了其他方法所得到的結(jié)果,還提供了獨特的見解。”
Jennings稱,聯(lián)合技術(shù)適用于一般的生物分子相互作用。“DCA可以幫助我們有效地過濾大量數(shù)據(jù),不需要高分辨率的結(jié)構(gòu)研究。肽陣列對于結(jié)合高親合力的片段定位是很強大的,氫/氘交換研究可使我們監(jiān)測完整蛋白質(zhì)的某些部位,這些部位通過結(jié)構(gòu)研究不能看到,并且不適用于DCA分析。總之,這些技術(shù)提供了一種精致的協(xié)同作用。”