鈣調(diào)蛋白多特異性識別的分子機(jī)制研究獲進(jìn)展
中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所電分析化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室汪勁研究員和吉林大學(xué)物理學(xué)院博士研究生劉飛，通過分子動力學(xué)模擬的方法，提出了鈣調(diào)蛋白與其靶標(biāo)在生物分子識別過程中混合的能量地貌景觀和機(jī)制，并揭示了這種混合機(jī)制和鈣調(diào)蛋白與多種靶標(biāo)多特異性結(jié)合的重要聯(lián)系。該成果在美國科學(xué)院院報(bào)Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 114, E3927–E3934 (2017)上發(fā)表。?
鈣調(diào)蛋白是一種信號蛋白，它能與300多種靶標(biāo)結(jié)合并把Ca2+離子信號傳遞到各種生物過程，從而實(shí)現(xiàn)基因調(diào)控，細(xì)胞骨架組織，肌肉收縮，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，代謝調(diào)控等多種功能。探索鈣調(diào)蛋白與多種靶標(biāo)的多特異性識別的分子機(jī)制對理解這些生物過程至關(guān)重要。?
汪勁研究員課題組通過構(gòu)建介觀構(gòu)象轉(zhuǎn)變模型，用分子動力學(xué)的方法研究了同時(shí)涉及的鈣調(diào)蛋白質(zhì)局部構(gòu)象變化和結(jié)合靶標(biāo)全局構(gòu)象變化的結(jié)合過程。對于鈣調(diào)蛋白和結(jié)合靶標(biāo)的識別過程，他們發(fā)現(xiàn)了非典型“誘導(dǎo)擬合”，非典型“構(gòu)象選擇”和“同時(shí)結(jié)合折疊”的混合能量地貌景觀，并揭示了這種混合機(jī)制和鈣調(diào)蛋白與多種靶標(biāo)多特異性結(jié)合的重要聯(lián)系。發(fā)現(xiàn)還指出，這種復(fù)雜機(jī)制是由于分子間各種潛在相互作用和生物分子柔性的協(xié)調(diào)作用所決定。鈣調(diào)蛋白經(jīng)過生物進(jìn)化而來的天然結(jié)構(gòu)和其靶標(biāo)特殊的天然結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致其結(jié)合過程選擇各種不同但最優(yōu)的結(jié)合方案。最終導(dǎo)致了高親和力和特異性，這無疑使生物分子間多特異性結(jié)合的概率大大增加。?
這項(xiàng)研究為蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)多特異性結(jié)合這一課題提供了一個(gè)全局的量化的物理機(jī)制，豐富了我們對生物分子相互識別作用的認(rèn)識。
（電分析化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）
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非典型“誘導(dǎo)擬合”，非典型“構(gòu)象選擇”和“同時(shí)結(jié)合折疊”的混合的能量地貌?
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