DNA是在1953年被發(fā)現(xiàn)了,，在那之前蛋白質(zhì)早就被發(fā)現(xiàn)了,。如今DNA的研究已經(jīng)獲得了許多突破性的進(jìn)展,，可是蛋白,，還是處于“難啃”的領(lǐng)域。究其原因,，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜了,，組成的氨基酸就有20多種，并且最致命的是,，蛋白行使功能時(shí)必須
要正確折疊成一定的三級(jí)結(jié)構(gòu),。在三維空間中，可能性是無限多的，所以生命科學(xué)研究中蛋白的研究是大家一提起就皺眉頭,，大嘆“謀事在人,，成事在天”的領(lǐng)域。
在9月22日的Nature上發(fā)表了兩篇有突破性意義的文章,，文章中利用計(jì)算機(jī)分析同一保守區(qū)域在進(jìn)化過程當(dāng)中的規(guī)律找到蛋白形成高級(jí)結(jié)構(gòu)的一些法則,。之后在最新一期的Cell上也對(duì)這項(xiàng)科研成果以Preview形式進(jìn)行了報(bào)道。
Nature這兩篇文章有著異曲同工之妙,，兩項(xiàng)研究工作都是針對(duì)一個(gè)相當(dāng)保守的WW結(jié)構(gòu)域進(jìn)行的,。WW結(jié)構(gòu)域是一種高度保守的蛋白折疊形式,，它含有三股β片層,，這三層結(jié)構(gòu)結(jié)合在一段富含脯氨酸多肽的基序上。過去人們對(duì)蛋白質(zhì)的研究會(huì)采用突變的方法,，可是往往一個(gè)氨基酸的突變就可能造成蛋白喪失功能,。于是研究人員對(duì)含有WW結(jié)構(gòu)域的蛋白家族成員進(jìn)行了多序列比對(duì)，通過數(shù)據(jù)偶聯(lián)分析（Statistical Coupling Analysis, SCA）后找出蛋白質(zhì)形成正確折疊的一些規(guī)律,，之后通過一些算法編制成軟件,。通過隨機(jī)突變產(chǎn)生一些序列，這些蛋白質(zhì)序列都符合形成正確折疊的運(yùn)算規(guī)則,，但是在氨基酸序列上與已知蛋白相差很遠(yuǎn),。
研究人員將隨機(jī)產(chǎn)生的氨基酸序列，利用軟件翻譯成適合大腸桿菌表達(dá)的DNA序列,，然后人工合成這些序列,。利用大腸桿菌表達(dá)這些DNA的實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓研究人員欣喜若狂，重組后的蛋白具有生物學(xué)活性,！同時(shí),，利用核磁共振方法對(duì)重組蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的結(jié)果顯示，大腸桿菌表達(dá)的蛋白可以形成類似天然蛋白的WW結(jié)構(gòu)域,。研究人員表示下一步要做的是對(duì)大腸桿菌表達(dá)的蛋白進(jìn)行活體實(shí)驗(yàn),，看重組后的蛋白能否在果蠅等存在組織結(jié)構(gòu)的動(dòng)物中正常行使功能。
文章非常成功的將計(jì)算機(jī)預(yù)測模型方法與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法相結(jié)合,，利用這種模式我們可以創(chuàng)造出一些在自然界沒有的蛋白,，更重要的是它可以幫助我們更好的闡明蛋白質(zhì)的序列、結(jié)構(gòu),、穩(wěn)定性和功能之間的關(guān)系
原始文獻(xiàn)：
Janssen BJ, Huizinga EG, Raaijmakers HC, Roos A, Daha MR, Nilsson-Ekdahl K, Nilsson B, Gros P. Structures of complement component C3 provide insights into the function and evolution of immunity. Nature. 2005 Sep 22;437(7058):505-11.
Socolich M, Lockless SW, Russ WP, Lee H, Gardner KH, Ranganathan R. Evolutionary information for specifying a protein fold. Nature. 2005 Sep 22;437(7058):512-8.
