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Ihee的團隊開發了一種使用X射線散射技術的方法

KAIST的研究人員已使用X射線方法來跟蹤蛋白質的折疊方式,從而可以改善該過程的計算機模擬,從而有助于理解疾病和改善藥物發現。他們的發現發表在6月30日的美國國家科學院院刊(PNAS)中。從蛋白質的DNA代碼翻譯蛋白質后,它們會迅速從無功能的未折疊狀態轉變為折疊的功能狀態。折疊方面的問題可能導致疾病,例如老年癡呆癥和帕金森氏癥。

蛋白質折疊是最重要的生物學過程之一,因為它形成了功能性的3D蛋白質結構。”

Ihee小組的這項研究的主要作者Tae Wu Kim博士補充說:“了解蛋白質折疊的機制很重要,并且可以為疾病研究和藥物開發鋪平道路。”

Ihee的團隊開發了一種使用X射線散射技術的方法,以揭示蛋白質細胞色素c從其初始展開狀態如何折疊。該蛋白質由104個氨基酸鏈和含鐵血紅素分子組成。它通常用于蛋白質折疊研究。

研究人員將蛋白質置于溶液中,然后在其上照射紫外線。該過程將電子提供給細胞色素c,將其中的鐵從鐵形式還原為亞鐵形式,從而引發折疊。發生這種情況時,研究人員以非常短的間隔將X射線束照射到樣品上。X射線從樣品中的所有原子對上散射開,檢測器連續記錄X射線散射圖。X射線散射圖提供了有關3D蛋白質結構的直接信息,這些圖隨時間的變化表明折疊過程中蛋白質的實時運動。

研究小組發現細胞色素c蛋白最初以各種各樣的未折疊狀態存在。一旦觸發了折疊過程,它們就會在31.6微秒內被一組中間體停止,然后這些中間體遵循具有不同折疊時間的不同路徑,從而達到能量穩定的折疊狀態。

Ihee承認:“我們不知道這種折疊途徑的多樣性是否可以推廣到其他蛋白質。” 他繼續說:“但是,我們相信我們的方法可以用于研究其他蛋白質折疊系統。”

Ihee希望這種方法可以通過包含有關蛋白質非結構化狀態的信息來提高模擬蛋白質相互作用的模型的準確性。這些模擬非常重要,因為它們可以幫助識別適當折疊的障礙并根據給定的氨基酸序列預測蛋白質的折疊狀態。最終,這些模型可以幫助闡明某些疾病如何發展以及藥物如何與各種蛋白質結構相互作用。

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