2月29日，德國(guó)、波蘭、法國(guó)與中國(guó)臺(tái)灣組成的科研團(tuán)隊(duì)在學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表成果，開發(fā)出能在幾分鐘之內(nèi)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)“糖衣”形態(tài)的新型計(jì)算方法，有助于進(jìn)一步了解蛋白質(zhì)在健康和疾病中的作用，幫助藥物與疫苗研發(fā)。

蛋白質(zhì)不僅對(duì)細(xì)胞存活至關(guān)重要，還影響著疾病的發(fā)生和發(fā)展。一直以來，科學(xué)家使用實(shí)驗(yàn)和計(jì)算方法來研究蛋白質(zhì)的三維原子結(jié)構(gòu)。人體細(xì)胞75%以上的蛋白質(zhì)表面都覆蓋著一層“糖衣”，是由糖類分子在蛋白質(zhì)周圍形成的動(dòng)態(tài)保護(hù)層。然而，由于糖的流動(dòng)性和多變性，科學(xué)家很難確定“糖衣”的形態(tài)，或它們?nèi)绾斡绊懙鞍踪|(zhì)與藥物分子的相互作用。此前，只能在超級(jí)計(jì)算機(jī)上對(duì)“糖衣”的形態(tài)進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)，且需要幾千小時(shí)甚至幾百萬小時(shí)的計(jì)算時(shí)間。

該聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開發(fā)了名為GlycoSHIELD的新算法，功能強(qiáng)大，可以快速且逼真地模擬蛋白質(zhì)表面“糖衣”?？蒲袌F(tuán)隊(duì)創(chuàng)建并分析了一個(gè)包含幾千種三維形態(tài)“糖衣”的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過長(zhǎng)時(shí)間的模擬和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)附著的糖不與膜或蛋白質(zhì)的一部分發(fā)生碰撞，就足以對(duì)“糖衣”形態(tài)進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)。他們還利用GlycoSHIELD揭示了鎮(zhèn)靜劑和麻醉劑的重要靶點(diǎn)GABAA受體上“糖衣”的形態(tài)。

該科研團(tuán)隊(duì)表示：“我們的算法減少了所需的資源、計(jì)算時(shí)間和專業(yè)知識(shí)。現(xiàn)在，任何人都可以在幾分鐘內(nèi)通過個(gè)人計(jì)算機(jī)來計(jì)算蛋白質(zhì)上糖分子的排列和動(dòng)力學(xué)，而無需專業(yè)知識(shí)和高性能計(jì)算機(jī)。只需指定蛋白質(zhì)和糖的連接位置，我們的軟件就會(huì)在蛋白質(zhì)表面以最可能的排列方式拼出它們。此外，這種新的計(jì)算方法非常節(jié)能，不僅可用于研究，還有助于藥物或疫苗的開發(fā)，例如癌癥免疫療法?！?/p>

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.01.034

來源：《細(xì)胞》