作者:David de Juan 来源:《自然—评论》 发布时间:2013-3-7 10:09:00
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蛋白协同进化研究新方法可用于药物研发
 
西班牙国家癌症研究中心(CNIO)Alfonso Valencia领导的研究团队,发表了题为“Emerging methods in protein co-evolution”的综述文章,概述了研究蛋白协同进化及相互作用的新方法,展望了这些方法在研发选择性药物中的应用。文章发表在Nature旗下的《自然—评论》(Nature Reviews Genetics)杂志上。
 
研究人员在综述中指出,以协同进化原则为基础的计算方法,可以对蛋白结构、蛋白功能和蛋白质相互作用进行分析和预测,给这些领域带来了革命性的转变。
 
“蛋白质以相互协调的方式演化,也被称为协同进化molecular coevolution。在过去几年中,这类研究的分析工具发生了重要改变,”Valencia说。
 
这种微观进化领域的革命,使人们得以预测蛋白间的相互作用,理解这些分子中发生的结构改变。同时也有助于人们分析,疾病所引起的改变会产生怎样的潜在影响,例如癌症或神经退行性疾病等等。
 
在宏观尺度上,不同物种之间存在着竞争和共生关系。同样,蛋白也并不是独自执行功能的独行侠,它们也会彼此协调。正因如此,进化倾向于在蛋白中引入协调性的改变,调节蛋白之间的关系。
 
“与上世纪九十年代相比,现在的计算方法更有效也更可靠,让我们能够在分子水平上探讨协同进化,给进化论赋予了更深层的意义,”Valencia说。“以协同进化为基础的方法,是我们分析和理解生物学分子活动的理想工具。”
 
作者在文章中介绍了以蛋白协同进化为基础的计算方法,这些方法能够预测不同复杂程度下的分子相互作用。其中包括:上世纪九十年代预测蛋白接触点的方法;分析相似蛋白或同家族蛋白与配体选择性结合的方法;以及可以预测数千蛋白互作网络的方法。
 
过去二十年来,Valencia的团队完成了相关领域的多项研究,并且一直在世界上处于领先地位。“Ras是众所周知的癌基因,去年我们发表文章预测了Ras蛋白与其他蛋白的结合特异性。我们采用的正是此前以协同进化为基础开发的工具,这一工具已经被许多其他研究团队采用。”Valencia解释道。Ras蛋白家族与多种癌症有关,研究这些蛋白与其他重要蛋白的作用方式,将会开辟药物研发的新途径。
 
作者在展望相关领域的发展前景时称,未来生物信息学程序员、物理学家、生物学家和数学家们的广泛合作,将会大大推动人们对生物学分子机理的认识。
 
“从长远来看,我们希望这些方法能够有助于新药开发,以便选择性靶标异常细胞,从而减少药物的副作用。”文章作者之一,David de Juan说。(来源:生物通 叶予)
 
 
 
 
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