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发信人: foxpp (贪玩又自由的风筝), 信区: other
标  题: 蛋白质：看形状猜用途
发信站: 听涛站 (2001年12月27日17:02:17 星期四), 站内信件

转载自：http://www.scienceworm.com

2001-12-26：蛋白质：看形状猜用途

    计算机发现了形状的线索

    想象一下仅仅通过观察机器就试图猜出它们的功用。如果你不知道罐头的话，那么
连开罐器都会让你很难猜出它的用途。分子生物学家在试图搞清楚细胞中蛋白质的功能
时，就碰到了类似的问题。

    两种新的技术或许会帮助他们。其中一种技术通过蛋白质的形状来推测其功能；而
另一种则通过其成分列表来推演出蛋白质的形状。

    研究人员们原则上可以通过浏览人类的绝大部分基因来推断出蛋白质的序列——即
构成蛋白质的氨基酸长链。在活性蛋白质中，这些长链会在三维空间中折叠成特殊的形
状。

    因此，了解蛋白质功能的第一步就是知道它的形状。而预言蛋白质折叠的方式是一
个巨大的挑战。大多数的蛋白质都包含着几十甚至几百个氨基酸，因此存在着天文数字
的方法来使它们组成紧凑折叠的结构。

    幸运的是，在自然界的蛋白质中仅仅发现了极少的一些折叠方式——大概是一千种
左右。因此问题变成了如何把一种特殊的蛋白质序列最好的拟合到已知的这些折叠中去
——这被称作protein-threading问题。

    传统上的方法是通过假设每个氨基酸都希望被一些特定的其他氨基酸所包围，然后
考虑所有的氨基酸的要求从而得到最佳的折衷方式。这种方法是否成功依赖于我们对氨
基酸要求的掌握程度。

    宾夕法尼亚州立大学的Jayanth Banavar和他的同事们没有去考虑氨基酸要求的物理
和化学原理，而是通过训练一个计算机程序来使其找到每个氨基酸的偏爱。当训练结束
后，这一基于人工智能网络的计算机程序就可以预测未知的结构了。

    研究者们显示，这种基于学习的方法要比基于先验假设的方法成功得多。该网络成
功的预测出了213种测试蛋白质中的190种的结构，而传统的方法则只有137种结构是正确
的。

    该问题的下一步，即从结构推出功能，则是麻萨诸塞州波士顿的东北大学的Mary J
o Ondrechen和他的同事们所考虑的。大多数的蛋白质是酶——它们帮助化学反应的进行
。功能搜索者们最先考虑的正是找到发生这种转换发生的区域——即活性部位。

    蛋白质中的很多氨基酸组都是作为酸或基的——它们接受或释放氢离子。通常，这
种接受或释放在蛋白质溶液的酸度发生改变时会突然发生——氨基酸在拥有和释放离子
间的切换是在一个很窄的酸度范围内发生的。

    Ondrechen的小组们发现活性部位的氨基酸并非是如此简单的行为。其中一个单元的
行为影响着其他单元的行为。

    一种利用已知结构预测当酸度改变时蛋白质内的氨基酸如何释放或得到氢离子的程
序将会发现这种活性部位氨基酸不同行为。

    研究人员们说，某一氨基酸的反常行为并不一定标志着它位于活性部位。但是几个
类似的氨基酸处在一起则几乎当然的标明了活性部位。这个小组说他们的方法能够快速
自动的找到活性部位，从而很有希望通过蛋白质的一组结构来推测出它们的一系列功能
。

Nature science update,
Edited by slli@SMTH


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    \ /__  /  \       ●●●●●●         我吃不到的
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    |||(  \) ╱        ●      ●●           
    m!m m-~-'                    ●葡萄都是的呢酸
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家]