相互關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)運(yùn)動(dòng)，可以調(diào)解基本的生化過程，如信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和變構(gòu)效應(yīng)。這些過程背后的機(jī)制仍然是未知的，因?yàn)閷?duì)它們的直接檢測(cè)存在局限性。最近，巴塞羅那生物醫(yī)學(xué)研究所（IRB）的科學(xué)家Xavier Salvatella和Modesto Orozco進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，單個(gè)蛋白質(zhì)內(nèi)存在信息高速公路，將較遠(yuǎn)的部位連接和關(guān)聯(lián)起來。

相關(guān)研究論文發(fā)表在2014年6月11日的《Nature Communications》，增進(jìn)了藥物發(fā)現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵理論領(lǐng)域，會(huì)使我們?cè)谏镝t(yī)學(xué)感興趣的蛋白質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)更多的藥物結(jié)合位點(diǎn)。

蛋白質(zhì)是氨基酸鏈，當(dāng)折疊成一定的結(jié)構(gòu)模式以及展開時(shí)，會(huì)在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮各種功能。蛋白質(zhì)接收從一個(gè)蛋白質(zhì)傳輸?shù)较乱粋€(gè)蛋白的信號(hào)，這些信號(hào)是生活所必需的。然而，在一個(gè)給定的蛋白質(zhì)中，存在信號(hào)沿以傳播的“高速公路”嗎？也就是說，信號(hào)是如何傳輸給一個(gè)給定的蛋白質(zhì)？IRP的ICREA教授、分子生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Xavier Salvatella稱：“這是生物物理學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。”

這一研究表明，長(zhǎng)距離的信息傳輸發(fā)生在蛋白質(zhì)中。研究人員已在包含β-折疊片結(jié)構(gòu)（折疊蛋白質(zhì)采用的兩種結(jié)構(gòu)模式之一）的所有蛋白質(zhì)中觀察和證實(shí)過這種信號(hào)傳輸。

Salvatella指出：“我們發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)內(nèi)的信息傳輸路徑和這個(gè)概念，我們已經(jīng)驗(yàn)證了一種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基元，使我們能夠推測(cè)，蛋白質(zhì)具有藥物可以發(fā)揮作用的很多有效表面。”

該科學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)，雖然蛋白質(zhì)各部分相距甚遠(yuǎn)，但是它們的運(yùn)動(dòng)是相關(guān)的。研究人員描述說：“就像芭蕾舞蹈家的舞蹈編排一樣，同樣的事情也發(fā)生在蛋白質(zhì)上，各個(gè)參與部分雖然相距甚遠(yuǎn)，但是它們的運(yùn)動(dòng)相互連接。如果第一個(gè)參與者舉起手臂，最后一個(gè)也會(huì)舉起手臂。”

藥物發(fā)現(xiàn)的一個(gè)金礦

在某種給定的疾病中，藥物作用于靶蛋白的某個(gè)部位或活躍域。在大多數(shù)傳染病和癌癥中，其中一個(gè)問題是，藥物相互作用的部位會(huì)發(fā)生演化和突變，藥物失效。這一概念，目前已經(jīng)通過了IRP研究人員的驗(yàn)證，可讓我們認(rèn)為，藥物所前往的部位，與沿傳輸路徑分布的任何其他站點(diǎn)一樣有效。

Salvatella認(rèn)為：“如果是在我們數(shù)據(jù)所顯示的這種情況下，我們將會(huì)在一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)現(xiàn)許多部位，可同樣有效、或更有效地與一種藥物相互作用。這些部位，雖然距離蛋白質(zhì)的關(guān)鍵或功能部位較遠(yuǎn)，但也具有同樣的效果。”

科學(xué)家繼續(xù)解釋說，已有許多藥物作用于非活躍部位，但是這些藥物的發(fā)現(xiàn)純屬意外，要通過大規(guī)模分子篩選，觀察到它們結(jié)合一個(gè)意想不到的部位。研究人員解釋說：“這個(gè)系統(tǒng)顯然是無效的。我們必須能夠組織它，如果我們能夠這樣做，那么我們將有一種有效的方法，發(fā)現(xiàn)新的藥物。”

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除了增進(jìn)概念領(lǐng)域之外，Salvatella正致力于生物醫(yī)學(xué)感興趣的蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家斷言：“我們已經(jīng)能夠并行研究生物醫(yī)學(xué)感興趣蛋白的通路。如果我們成功了，我們會(huì)為藥物發(fā)現(xiàn)找到一個(gè)金礦。”