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(xì)胞生長(zhǎng)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(duì)細(xì)胞控制起決定作用的兩種蛋白Bcl-2和NAF-1，可影響細(xì)胞增殖。
目前，美國(guó)萊斯大學(xué)理論生物物理中心（CTBP）的生物物理學(xué)家，利用多種技術(shù)，對(duì)于NAF-1和Bcl-2的相互作用界面，做了詳細(xì)的描述，對(duì)于兩種關(guān)鍵蛋白的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)分析，揭示了一個(gè)以前未知的結(jié)合界面，可通過(guò)藥物治療解決。這些新的見(jiàn)解，可對(duì)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(xì)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(dòng)，現(xiàn)在被稱(chēng)為是自噬和細(xì)胞凋亡的一個(gè)決定因素。
蛋白質(zhì)的凹槽和折疊，可結(jié)合細(xì)胞內(nèi)信號(hào)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(gè)特定結(jié)合位點(diǎn)或增強(qiáng)想要的相互作用，對(duì)于藥物設(shè)計(jì)將非常關(guān)鍵。
Onuchic說(shuō)：“在我們?cè)缙诘墓ぷ髦校覀円呀?jīng)表明，NEET蛋白和癌癥之間存在關(guān)聯(lián)，它們的移動(dòng)控制了鐵硫簇，詳情閱讀：PNAS揪出癌癥增殖的“頭號(hào)嫌疑犯”。現(xiàn)在我們可以在分子水平上了解這些互動(dòng)是如何被控制的。已有研究表明，NAF-1在癌細(xì)胞中的表達(dá)上調(diào)，因此我們認(rèn)為，癌癥可能控制了這個(gè)蛋白的表達(dá)。這會(huì)影響細(xì)胞的制衡系統(tǒng)。了解NAF-1可為我們?nèi)绾伍_(kāi)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(gè)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(qiáng)的耦合。Onuchic稱(chēng)，由于鐵硫簇是參與NAF-1活性的功能實(shí)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(dú)特的實(shí)驗(yàn)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(duì)氫/氘交換敏感的分光儀，進(jìn)行了集群轉(zhuǎn)移研究和其它全長(zhǎng)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(jì)算機(jī)處理（稱(chēng)為直接耦合分析，DCA）過(guò)程相結(jié)合，研究人員因而可以通過(guò)這些蛋白質(zhì)的基因組根，預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)之間的相互作用。
化學(xué)和生物化學(xué)教授Patricia Jennings是本文的共同第一作者，她稱(chēng)：“這三種技術(shù)中的每一種，不僅證實(shí)了其他方法所得到的結(jié)果，還提供了獨(dú)特的見(jiàn)解。”
Jennings稱(chēng)，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(guò)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(duì)于結(jié)合高親合力的片段定位是很強(qiáng)大的，氫/氘交換研究可使我們監(jiān)測(cè)完整蛋白質(zhì)的某些部位，這些部位通過(guò)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。”
