疾病的發(fā)生通常都是由于細(xì)胞內(nèi)生物分子發(fā)生變異或者不同組成分子的相對(duì)含量發(fā)生劇烈變化所導(dǎo)致的，而且大多數(shù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)都是關(guān)注前者。近期，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李國(guó)輝研究員與中山大學(xué)實(shí)驗(yàn)合作者劉強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作，作為共同第一作者在Nature Communications2016上發(fā)表生物分子模擬應(yīng)用研究領(lǐng)域新進(jìn)展。
AURKA在細(xì)胞分化中非常關(guān)鍵，也在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中扮演至關(guān)重要的角色。以往實(shí)驗(yàn)研究顯示核內(nèi)AURKA與癌癥治療效果差有關(guān)聯(lián)，同時(shí)，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的AURKA在某些細(xì)胞系中并不會(huì)誘導(dǎo)癌癥形成，這些都能表明AURKA除了具有一般激酶的功能之外，在癌癥發(fā)生發(fā)展中還扮演著其他未知的重要角色。中山大學(xué)實(shí)驗(yàn)合作者劉強(qiáng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在乳腺癌肝細(xì)胞中AURKA蛋白在細(xì)胞核中含量顯著增加，而且通過(guò)與另外一個(gè)蛋白RNPK相互作用形成復(fù)合體，具有轉(zhuǎn)錄因子的功能，激活了MYC啟動(dòng)子，進(jìn)而控制一系列乳腺癌相關(guān)蛋白表達(dá)量的變化。而這一復(fù)合物到底是如何形成的，結(jié)合模式以及三維結(jié)構(gòu)具體是什么樣的對(duì)于回答上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分子機(jī)制至關(guān)重要。
大連化物所生物分子模擬應(yīng)用研究工作取得新進(jìn)展
如果利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段對(duì)于這樣的問(wèn)題需要花費(fèi)幾年的時(shí)間才有可能完成，分子模擬是除了實(shí)驗(yàn)之外唯一可選方案。李國(guó)輝團(tuán)隊(duì)通過(guò)一系列分子建模方法構(gòu)建了全長(zhǎng)的AURKA和RNPK蛋白三維結(jié)構(gòu)，利用超算的計(jì)算資源和巧妙的模擬計(jì)算過(guò)程設(shè)計(jì)，首次完成了2微秒長(zhǎng)度的兩種蛋白質(zhì)識(shí)別過(guò)程分子動(dòng)力學(xué)模擬，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)了他們結(jié)合的可能模式以及相互作用位點(diǎn)，理論預(yù)測(cè)的結(jié)合位點(diǎn)中有75%都被實(shí)驗(yàn)證實(shí)確實(shí)影響兩個(gè)蛋白的結(jié)合，為解析這一復(fù)合體分子識(shí)別的機(jī)制提供了重要理論基礎(chǔ)，與實(shí)驗(yàn)工作者緊密合作完整地回答了實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的微觀分子機(jī)制，為疾病的診斷治療提供了嶄新的研究思路，為下一代抗癌藥物研發(fā)提供了全新的設(shè)計(jì)靶標(biāo)。
