蛋白质是由氨基酸序列组成,序列决定了氨基酸链如何折叠成一种紧密的结构,且这种折叠蛋白质的结构决定了它的功能。换句话说,序列编码结构,功能源自结构。
Rohit Pappu和他的两位同事在9月20日《科学》(Science)杂志上的一篇perspective文章中,揭示了一大类没有遵循结构-功能范例的蛋白质。这些所谓的内在无序蛋白质无论整体或部分均不能折叠,但它们是具有功能的。
这些所谓的内在无序蛋白质无论整体或部分均不能折叠,但它们是具有功能的。细胞做出许多的决定。它们决定分化、死亡、再生或归于静息。这些决定受到调控网络的控制。这一网络中的整合者大部分是无序区域。这些区域中的突变将会导致不必要的细胞表型以及诸如心血管病、癌症和神经退行性病变等疾病吗?答案是肯定的。
但是我们正了解到的是无序区域的突变不一定会产生有害的表型因为相比结构化区域无序区域是相当不受限制的。因此这些区域也是稳固性的操控者。
为什么是无序蛋白参与了信号传导与调控?
我认为有两个逻辑原因。一个是因为与内在无序蛋白相关的复合物是短期存在的,另一个是因为它们通常结合多个而非一个分子。
如果一个分子除了在复合物情况下不能折叠,那么用于折叠的部分能量必定是来自分子间的相互作用。且如果这种分子取得的是能量贷款,那么形成复合物将不会是很稳定或是长期存在的。
你正将高特异性(因为只有当蛋白质识别与它形成复合物的分子时才会折叠)与低整体亲和力(因为复合物不稳定)结合到一起。
这些多对一的相互作用产生是因为无序蛋白常常通过短氨基酸链而非大的蛋白质与蛋白质界面发挥功能。因此单一的多肽链能够与多个靶标相互作用。一个模体与一个蛋白质对话,第二个模体与另一个蛋白质对话,然而通过这条链它们能够彼此沟通。
这就是为什么这些分子碰巧处在网络中心的原因。它们通过网络传输信息就像机场中心的空中交通指挥塔台一样。由于它们大部分的功能是通过这些非常小的模体来实现,它们能够协调在自然界大量不同的信息。你使得所有的事情在同一时间发生。
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