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研究人员发现在蛋白质合成过程中形成机械力的特征

发布时间:2019-03-14 15:59 来源:未知 编辑:admin

  像任何拆卸线一样,身体的卵白质建立过程产朝气械力,由于它发生这些主要的细胞建立块。此刻,一组研究人员暗示他们距离理解这种力量还有一步之遥。他们还成立了一个数学模子,以协助指点科学家将来查询拜访身体若何发生卵白质。

  “在过去的五年中,曾经通过尝试发觉,当卵白质在其合成过程中自拆卸并折叠成三维布局时,能够产朝气械力,从而改变卵白质合成的速度,”Edward O说。布里恩,宾夕法尼亚州立大学化学助理传授和收集科学研究所配合雇用。“在这项研究之前,未知的是卵白质折叠的特征决定了机械力的强度。主要的是要领会影响这台机械工作速度的要素,由于速度已被证明能够确定卵白质的功能,布局和行为在细胞中。“

  用于制造组织,骨骼和肌肉的卵白质由核糖体合成,核糖体是一种分子机械,其目标是将信使RNA或mRNA中包含的遗传消息转换成卵白质。核糖体沿mRNA挪动,读取此中包含的代码并添加与延长卵白链的毗连,其通过窄管分开核糖体。最终,这个过程将未折叠的卵白质拼接在一路,一旦它分开管子,就会起头复杂的折叠过程,从而构成三维外形。

  按照OBrien的说法,卵白质的外形或拓扑布局及其不变性以及平移速度决定了折叠过程发生的机械力。他弥补说,重生卵白质在此过程中所颠末的距离现实上很是大,至多与化学反映的细小世界的尺寸比拟。

  “当卵白质被合成时,它通过一个狭长的通道或管子呈现,长度约为10纳米,直径为1.5纳米,”奥布莱恩说。“卵白质不会在该管内折叠,但跟着重生链从管中呈现,它起头折叠。对我们和社区来说,风趣的是这种力传送跨越10纳米,这是很长的比力与分子长度标准比拟,化学键的长度约为0.1纳米。“

  奥布莱恩说,这种机械力能够供给反馈并改变合成发生的速度。

  宾夕法尼亚州立大学化学博士候选人,该论文的第一作者Sarah Leininger说,该团队利用了大量的计较机资本进行这项研究,该研究于今天(3月1日)在线颁发在“ 美国国度科学院院刊”上。她弥补说,该团队利用了大约500万计较机时间来获得研究成果,并建立了雷同于片子的合成过程的模仿。

  OBrien说,因为模仿卵白质合成复杂性所需的计较能力,团队利用了一个模仿模子,协助他们精确地估量过程。

  “这些模仿次要是分子动态模仿,使我们能够模仿系统随时间的演变,”奥布莱恩说。“我们模子的环节方面是我们利用粗粒度模仿,此中我们不代表每个原子,但我们近似并描述原子组,将它们分组到我们模仿中的一个交互位点。这能够让我们模仿更长的时间缩放并可以或许建模我们无法模仿的过程。“

  模仿 - 以及描述模仿的研究人员设想的方程式 - 能够协助节流研究卵白质合成的科学家的时间和金钱。例如,科学家能够在几秒钟内在笔记本电脑长进行计较,而不是在超等计较机长进行高贵的尝试或数月的模仿。

  奥布莱恩说:“这使我们能做的工作 - 以及其他科学家所做的 - 没有进行高贵的模仿,以至没有进行尝试,他们能够合理地估量会发生什么。”

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