2月29日，德國、波蘭、法國與中國臺灣組成的科研團(tuán)隊在學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表成果，開發(fā)出能在幾分鐘之內(nèi)預(yù)測蛋白質(zhì)“糖衣”形態(tài)的新型計算方法，有助于進(jìn)一步了解蛋白質(zhì)在健康和疾病中的作用，幫助藥物與疫苗研發(fā)。

蛋白質(zhì)不僅對細(xì)胞存活至關(guān)重要，還影響著疾病的發(fā)生和發(fā)展。一直以來，科學(xué)家使用實驗和計算方法來研究蛋白質(zhì)的三維原子結(jié)構(gòu)。人體細(xì)胞75%以上的蛋白質(zhì)表面都覆蓋著一層“糖衣”，是由糖類分子在蛋白質(zhì)周圍形成的動態(tài)保護(hù)層。然而，由于糖的流動性和多變性，科學(xué)家很難確定“糖衣”的形態(tài)，或它們?nèi)绾斡绊懙鞍踪|(zhì)與藥物分子的相互作用。此前，只能在超級計算機上對“糖衣”的形態(tài)進(jìn)行仿真預(yù)測，且需要幾千小時甚至幾百萬小時的計算時間。

該聯(lián)合團(tuán)隊開發(fā)了名為GlycoSHIELD的新算法，功能強大，可以快速且逼真地模擬蛋白質(zhì)表面“糖衣”。科研團(tuán)隊創(chuàng)建并分析了一個包含幾千種三維形態(tài)“糖衣”的數(shù)據(jù)庫，通過長時間的模擬和實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)附著的糖不與膜或蛋白質(zhì)的一部分發(fā)生碰撞，就足以對“糖衣”形態(tài)進(jìn)行可靠的預(yù)測。他們還利用GlycoSHIELD揭示了鎮(zhèn)靜劑和麻醉劑的重要靶點GABAA受體上“糖衣”的形態(tài)。

該科研團(tuán)隊表示：“我們的算法減少了所需的資源、計算時間和專業(yè)知識?，F(xiàn)在，任何人都可以在幾分鐘內(nèi)通過個人計算機來計算蛋白質(zhì)上糖分子的排列和動力學(xué)，而無需專業(yè)知識和高性能計算機。只需指定蛋白質(zhì)和糖的連接位置，我們的軟件就會在蛋白質(zhì)表面以最可能的排列方式拼出它們。此外，這種新的計算方法非常節(jié)能，不僅可用于研究，還有助于藥物或疫苗的開發(fā)，例如癌癥免疫療法。”

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.01.034

來源：《細(xì)胞》