美研究者开发出蛋白质分析新技术

美研究者开发出蛋白质分析新技术
利用高性能的计算机和先进的实验室磁共振技术，佛罗里达州立大学的生物物理化学家开发了一系列新技术可帮助科学家研究和预测人体蛋白质的结构和动力学。这一创新将最终推动研究人员在更短的时间揭示人体健康条件下的生物医学机制，开发出新的高效药物。论文发表在德国的《应用化学》杂志上。

        “这些新技术使我们能够更准确地了解各个水平蛋白质的行为和功能，掌握酶的作用机理，从而开发出与特定蛋白质结合的药物，”佛罗里达州立大学化学和生物化学系教授、国家高磁场实验室生物物理学副主任Rafael  Brüschweiler说道。

        人体中有成千上万种不同的蛋白质，对这些蛋白质进行分析是相当费时费力的工作。科学家一直盼望能开发出新的技术，简化研究人员对这些蛋白质的分析和理解。

        在过去的几年里，Brüschweiler和他的同事们致力于将两种有力的工具整合在一起，相互互补，用于提供蛋白质在原子水平上的结构及动力学信息。研究人员首先利用核磁共振技术（NMR）对特定的蛋白进行分析并获得相关数据。接下来，Brüschweiler利用高性能的计算机验证核磁共振数据，从而预测出蛋白质的结构、动力学及特征。

        计算结果严格取决于蛋白质“能量图谱”的形状——即生理条件下蛋白质的空间构象。由于提高能量图谱的特征是一个困难且费时的工作，因而对一个蛋白质进行计算机模拟通常要花费几个月的时间。现在利用佛罗里达州大学计算机中心的高性能计算机，Brüschweiler和他的科研小组仅用了少量的时间就完成了数据分析。

        Brüschweiler和他的博士后李大伟（音译，Da-Wei  LI）将高性能计算机与磁共振数据相结合，采用这种方法不仅有效而且可直接对完整蛋白质进行分析。

        “新方法显著提高了我们的计算量，这对于我们对蛋白质功能进行预测是相当关键的，”Brüschweiler说：  “随着计算机功能日益强大，其必然将广泛地运用到蛋白质分析中。同时我们还需要定量实验数据对其进行校准，这就要求将计算机与磁共振技术结合起来。”   

        “这是我们从事多年研究所获得的成果，我们对取得的进展感到非常兴奋，”Brüschweiler说：“这是一项相当基础的研究，可用于在分子水平上对生命进行了解。它为世界各地的科学家们获得更多的研究进展提供了无限可能。”