Динамика белков играет решающую роль в различных функциях. Внутриклеточная среда значительно влияет на динамику белков, особенно на внутренне неупорядоченные белки (IDP).
Исследовательская группа под руководством профессора Чжан Лихуа из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук (CAS) в сотрудничестве с доц. Профессор Гун Чжоу из Научно-исследовательского института инноваций в области прецизионных измерений науки и технологий CAS предложил стратегию использования химического сшивания in-vivo и масс-спектрометрии (XL-MS in-vivo) для расшифровки динамической структуры белков внутри клеток .
XL-MS in-vivo потенциально подходит для анализа динамической структуры белков в клетках из-за его высокой производительности, высокой чувствительности и низких требований к чистоте белка.
Это исследование было опубликовано в Angewandte Chemie International Edition 5 июля.
AlphaFold, ранее предложенный метод прогнозирования структуры белка, сочетает в себе новые архитектуры нейронных сетей и процедуры обучения, основанные на эволюции структурных паттернов и интеграции физических и геометрических ограничений.
В этом исследовании исследователи использовали предыдущую структуру, полученную из AlphaFold2, в качестве предварительной информации и объединили данные XL-MS in vivo с различными методами структурного расчета для оценки совместимости между структурами и информацией о перекрестных связях. Они реконструировали динамические структуры различных белков внутри клеток.
Они сосредоточились на многодоменных белках и предложили стратегию обработки доменов в целом, используя данные XL-MS между доменами для моделирования динамических структур белков внутри клеток. Они охарактеризовали динамические структуры трех мультидоменных белков, а именно кальмодулина, hnRNP A1 и hnRNP D0.
Что касается IDP, они представили две дополнительные стратегии структурной характеристики: одна включала прямое преобразование данных XL-MS в ограничения расстояния для расчета структуры IDP, в то время как другая стратегия использовала несмещенную выборку с использованием моделирования молекулярной динамики всех атомов с последующей оценкой и выбором выборочные структуры на основе данных XL-MS. Используя эти две стратегии, они расшифровали ансамблевые конформации двух высокоподвижных групповых белков с высокой подвижностью внутри клеток, HMG-I/Y и HMG-17.
«Наше исследование обеспечивает техническую поддержку для более глубокого понимания молекулярных механизмов, лежащих в основе функциональности белков в клеточном микроокружении», — сказал профессор Чжан.
Теги: биотехнологии
