蛋白质运动揭示了脑肿瘤的弱点

蛋白质没有单一的形状，更像是动态的机器人。但是——它们实际上是如何移动的?这告诉我们它们的功能是什么?劳拉·奥雷拉纳 (Laura Orellana) 使用计算机模拟描述了蛋白质的运动，并发现了治疗胶质母细胞瘤脑肿瘤的新药物靶点。

蛋白质数据库收集了数十年的研究数据，描述了蛋白质等不同种类生物分子的三维结构。这些知识基于 X 射线晶体学或核磁共振(NMR) 等实验方法。

“这个数据库目前包含大约 60,000 个来自人类蛋白质的已知结构，”卡罗林斯卡医学院肿瘤病理学系的生物物理学家兼研究员 Laura Orellana 说。

但这些仍然是没有显示蛋白质如何移动的图像。

“这是一个问题，因为运动本身就是功能所在。蛋白质就像微小的纳米机器，执行所有维持我们生命的细胞功能，但动态机器的静止图像只能有限地了解它的作用当它工作时，”Laura Orellana 说。

她正在研究描述蛋白质运动的计算机模拟。这些模拟基于不同蛋白质的现有图像，并根据物理基础知识增加了关于分子应该如何表现的知识。

她试图模拟的蛋白质之一是致癌基因 EGFR (HER1)，它会促进细胞分裂。它是一种复杂的动态蛋白质，一部分在细胞外，一部分在细胞内。在肺癌中，蛋白质的突变部分在细胞内——但在胶质母细胞瘤(一种脑癌)中，它们在细胞外。这反过来又会影响药物的疗效。

Laura Orellana 和她的同事研究了 EGFR 如何在胶质母细胞瘤中移动。

“这就像拼一个大拼图。我们想要真实地描绘蛋白质的不同变体作为一个整体是如何移动的，”Laura Orellana 说。

研究人员似乎很好地解决了这个难题。通过模拟，他们发现在胶质母细胞瘤中，突变导致蛋白质的大部分细胞外部分移动。这以不同于肺癌的特定方式激活细胞内部分，并驱动胶质母细胞瘤中的肿瘤发展。

但是计算机模拟也揭示了抗体可以附着的暴露接触表面。研究人员已经证实了他们在细胞和动物模型实验中的计算机模拟中所看到的。一种特定的抗体已经能够结合到这个特定的接触表面，并且在细胞和动物研究中 它已经显着抑制了胶质母细胞瘤的生长。

“我们需要了解这种机制如何在原子水平上移动和工作。药物不会结合蛋白质的任何地方，而是只结合在特殊的口袋里。这种口袋有时会打开，有时会关闭，具体取决于蛋白质的运动”，劳拉·奥雷利亚纳 (Laura Orellana) 说。

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