疾病的發(fā)生通常都是由于細胞內(nèi)生物分子發(fā)生變異或者不同組成分子的相對含量發(fā)生劇烈變化所導致的，而且大多數(shù)實驗發(fā)現(xiàn)都是關注前者。近期，中國科學院大連化學物理研究所李國輝研究員與中山大學實驗合作者劉強團隊合作，作為共同第一作者在Nature Communications2016上發(fā)表生物分子模擬應用研究領域新進展。
AURKA在細胞分化中非常關鍵，也在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中扮演至關重要的角色。以往實驗研究顯示核內(nèi)AURKA與癌癥治療效果差有關聯(lián)，同時，細胞質(zhì)內(nèi)的AURKA在某些細胞系中并不會誘導癌癥形成，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。中山大學實驗合作者劉強團隊發(fā)現(xiàn)在乳腺癌肝細胞中AURKA蛋白在細胞核中含量顯著增加，而且通過與另外一個蛋白RNPK相互作用形成復合體，具有轉(zhuǎn)錄因子的功能，激活了MYC啟動子，進而控制一系列乳腺癌相關蛋白表達量的變化。而這一復合物到底是如何形成的，結(jié)合模式以及三維結(jié)構(gòu)具體是什么樣的對于回答上述實驗現(xiàn)象的分子機制至關重要。
大連化物所生物分子模擬應用研究工作取得新進展
如果利用結(jié)構(gòu)生物學手段對于這樣的問題需要花費幾年的時間才有可能完成，分子模擬是除了實驗之外唯一可選方案。李國輝團隊通過一系列分子建模方法構(gòu)建了全長的AURKA和RNPK蛋白三維結(jié)構(gòu)，利用超算的計算資源和巧妙的模擬計算過程設計，首次完成了2微秒長度的兩種蛋白質(zhì)識別過程分子動力學模擬，經(jīng)過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)了他們結(jié)合的可能模式以及相互作用位點，理論預測的結(jié)合位點中有75%都被實驗證實確實影響兩個蛋白的結(jié)合，為解析這一復合體分子識別的機制提供了重要理論基礎，與實驗工作者緊密合作完整地回答了實驗發(fā)現(xiàn)的微觀分子機制，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)提供了全新的設計靶標。
