膜蛋白是细胞与外界环境或细胞间进行信号交流的关键分子。超过25%的人类蛋白具有完整的跨膜结构域,这些蛋白在医学上具有重要意义,因为近一半的药物靶点都包含膜结构域。解析膜蛋白的三维结构有助于阐明其分子机制,并加速靶向药物的研发。
尽管蛋白质结构解析技术取得了显著进展,但大多数膜蛋白的三维结构仍然未知。因此,开发高效、精确的计算方法来预测膜蛋白的三维结构,将成为现有实验方法的重要补充。
5月10日,Cell在线发表了哈佛医学院等机构的研究论文《Three-Dimensional Structures of Membrane Proteins from Genomic Sequencing》。研究指出,随着大规模测序技术的快速发展,利用最大熵法可以从遗传变异的演化限制中提取更精确、更全面的蛋白质结构信息,从而大幅扩展可用于建模的跨膜蛋白目录。
作者通过最大熵法,仅基于氨基酸序列成功预测了11个此前未知的跨膜蛋白的三维结构。此外,通过对来自23个家族的已知跨膜蛋白进行重新计算,验证了该方法在大分子跨膜蛋白预测中的准确性。研究还展示了该方法在预测跨膜蛋白的寡聚体、功能性位点及构象变化等方面的应用潜力。