科技日報北京9月27日電（記者張佳欣）25日發表在《自然》雜志的一項研究稱，西班牙基因組調控中心和英國威康桑格研究所的研究人員發現，基因突變對蛋白質穩定性的影響遵循著極其簡單的規律。這一發現對加速開發新療法或設計具有工業應用前景的新蛋白質具有重要意義。
人體蛋白質由20種不同的氨基酸組成。單個突變會將一種氨基酸替換為另一種，從而改變蛋白質的形狀。這種變化可能是健康與疾病之間的分水嶺。包括癌癥和神經退行性疾病在內的許多疾病，都是由蛋白質中一個以上的基因突變引起的。
預測基因突變如何改變蛋白質的形狀至關重要。然而，由于蛋白質中存在大量的氨基酸，突變組合的方式多得驚人。通過實驗測試每種可能的組合對蛋白質的影響幾乎是不可能的。
隨著氨基酸數目的增加，不同組合的數量呈指數級增長。對于一個由100個氨基酸組成的蛋白質，其可能的組合數量超過了整個宇宙中的原子數量。已知的大多數蛋白質，尤其是那些與人類疾病相關的蛋白質，氨基酸組合長度都要長很多。
新研究發現，基因突變對蛋白質穩定性的影響比先前認為的更具可預測性。盡管不同的突變會相互作用，但這種情況相對罕見，絕大多數突變會獨立地影響蛋白質。這一發現顛覆了舊有的認知，表明蛋白質突變的無限可能性可以歸結為簡單的規則。科學家或許不需要超級計算機來預測蛋白質的行為，而只需要良好的測量和簡單的數學計算就足夠了。
研究人員通過生成數千種具有不同突變組合的蛋白質變體得到了這一發現。隨后，他們測試了這些蛋白質的穩定性，生成了大量關于每個突變及其組合如何影響蛋白質的數據。實驗結果與將每個單獨突變效應相加計算出來的多個突變的總效應高度吻合。
這些發現有助于科學家更好地理解遺傳性疾病，還可以提高藥物開發效率。一些藥物通過糾正錯誤折疊的蛋白質來發揮作用，如研究人員可以更好地預測阿爾茨海默病中哪些突變最具破壞性，并設計能夠穩定這些突變的特異性藥物分子。
GRB2-SH3是一種含有34個氨基酸的蛋白質，每種氨基酸都可以突變成19種不同的氨基酸。如果每個位置只允許一個變化，那么就可以產生170億種不同的蛋白質組合。
圖片來源：威康桑格研究所
富含蛋白質的產品——從谷物、薯片到咖啡——擺滿超市貨架，但越來越多針對非人類動物的研究表明，限制蛋白質攝入或許能夠延緩衰老、延長壽命。那么，這是否意味著攝入過多蛋白質存在危害？美國威斯康星大學麥迪遜分......
荷蘭特文特大學科學家研發出一種光學方法，能夠實時追蹤單個蛋白質的形狀變化。它直接讀取蛋白質自身的分子振動，無需任何標記，即可揭示蛋白質對藥物、毒素及其他生物分子的響應。相關論文發表于新一期《美國化學學......
中國科學院上海藥物研究所（以下簡稱上海藥物所）研究員譚敏佳團隊，華東理工大學教授葉邦策團隊，上海藥物所研究員李靜雅團隊、徐駿宇團隊合作，首次發現并報道了一種由腸道菌群衍生代謝物苯乙酸（PAA）驅動的新......
蛋白質形成復雜三維結構的速度甚至比DNA還要快。科學家首次直接測量出普通單個蛋白質折疊所需的時間，結果令人意外——蛋白質的氨基酸序列、分子大小與其折疊形成三維結構的耗時之間并無關聯。盡管蛋白質的組成成......
人工智能（AI）蛋白質結構預測工具“阿爾法折疊”迎來重要升級。17日最新發布的“阿爾法折疊”數據集首次大規模納入蛋白質復合物結構預測數據，數百萬個由AI預測的蛋白質復合物結構向全球科研人員開放。這一成......
記者1月7日從西湖大學獲悉，該校生命科學學院曹龍興實驗室和醫學院解明岐實驗室合作，從頭設計出一系列能夠控制蛋白質“組隊”的“遙控器”——可被小分子藥物精準調控的蛋白質多聚化系統。這意味著，科學家可以像......
美國艾倫研究所和霍華德·休斯醫學研究所科學家通過蛋白質工程技術，改造出一種特殊蛋白，名為iGluSnFR4，這是一種分子級“谷氨酸指示器”，可用于實時觀察大腦中神經元的交流過程。這一成果有助破譯大腦隱......
圖AI與化學生物學知識相融合設計超穩定性蛋白質模塊在國家自然科學基金項目（批準號：22222703、22477058）等資助下，南京大學鄭鵬團隊在蛋白質的可控設計及其穩定性研究方面取得進展，相關工作以......
近日，中國醫學科學院北京協和醫院趙海濤團隊與中國醫學科學院蛋白質組研究中心/基礎醫學研究所質譜中心孫偉團隊攜手攻關，在膽管癌治療領域取得重大突破。他們的研究首次將尿液蛋白質組學與單細胞、空間轉錄組學相......
肥胖通常與低密度脂蛋白（LDL），即“壞”膽固醇水平升高，以及心血管疾病風險增加有關。但一項針對數千名肥胖癥患者的分析發現，由MC4R基因相對罕見的變異而導致肥胖的人，其LDL水平較低，患心臟病的概率......