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saphl -ire帮助科学家优先考虑蛋白质修饰研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-02  浏览次数:27
核心提示:研究人员开发了一种新的信息学技术,可以分析现有的蛋白质修饰和三维蛋白质结构的数据仓库,帮助科学家识别和锁定最有可能对生物

研究人员开发了一种新的信息学技术,可以分析现有的蛋白质修饰和三维蛋白质结构的数据仓库,帮助科学家识别和锁定最有可能对生物功能产生重要影响的“热点”研究。


这种被称为saphi -ire (PTM热点的结构分析)的工具可以加速在蛋白质结构上寻找潜在的新药靶点,并有助于更好地理解蛋白质在细胞内是如何相互沟通的。saphire已经在一种被广泛研究的涉及细胞通讯的蛋白质上进行了测试,它准确地预测了一种以前未知的调节元素。


“SAPH-ire预测位置可能是重要的生物功能的蛋白质根据多少次这些部分已发现的蛋白质化学修饰状态时取出的细胞,”马修·托雷斯解释说,学院的助理教授在乔治亚理工学院的生物。“saphire是一种用于发现的工具,我们认为它将引领人们对蛋白质在细胞中如何连接的新理解。”


该工具及其概念验证测试于6月12日发表在《分子和细胞蛋白质组学》(Molecular and cell Proteomics)杂志上。这项研究得到了美国国立卫生研究院国家通用医学科学研究所(NIGMS)和乔治亚理工学院的支持。


通过现代质谱蛋白质组学技术,科学家们已经在众多物种的不同蛋白质家族中识别出30多万个翻译后修饰(PTMs)。这些PTMs有多种形式,由不同酶的作用产生,通常是蛋白质如何以及在哪里相互接触从而导致不同细胞行为的指示器。质谱检测到的PTMs数量增长如此之快,以至于研究人员在实验中研究了这些修饰的功能,但一直未能跟上。


“质谱分析是如此有效,以至于它在蛋白质如何被修饰的知识上创造了一个指数曲线,”托雷斯说。“我们检测新PTMs的速度已经远远超过了我们从经典生化方法中理解它们的速度。”你有太多的信息,不知道从哪里开始。


但这正是萨夫雷的出发点。为了弥补PTM检测和功能分析之间的差距,saphi -ire收集了一个蛋白家族中所有已知成员的非冗余且经实验验证的PTM数据。由于蛋白质家族的成员具有相同或相似的蛋白质结构,因此家族内发现的PTMs可以在三维空间中相互关联,产生一组观察到的PTM频率,称为“热点”。


PTM热点被投影到蛋白数据库(PDB)中可用的3D蛋白结构上,这使得整个家族特有的PTM可以在任何代表家族的蛋白结构上可视化。一旦投射到那里,saphi -ire集成了来自每个热点的多个定量特性,从而创建一个PTM“功能潜力评分”。然后,每个PTM热点可以按照具有重要生物学功能的潜力从高到低排序。


托雷斯解释说:“我们已经研究了所有可能被认为是存在于公共领域的元数据,收集了所有的PTMs和所有的结构,然后将它们组织成特定的蛋白质家族。”“从某种意义上说,我们一直在研究PTMs,因为我们从进化上相距遥远的生物体那里获得了信息,尽管它们的蛋白质作为一个蛋白质家族的成员是相关的。”


为了优先考虑最具潜在影响的研究,科学家们可能会研究PTM热点,saphire认为这些热点具有很高的功能潜力,但没有已知的功能。


托雷斯的实验室一直在研究“G”蛋白的独特家族,其中一些与控制激素和神经递质结合的细胞表面受体合作,以及大多数药物。由于其对治疗的重要性,这些蛋白质已经被广泛研究了50多年左右。使用年代


 
 
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