預測蛋白質“糖衣”形態有了新方法有助于藥物研發

2月29日，德國、波蘭、法國與中國臺灣組成的科研團隊在學術期刊《細胞》發表成果，開發出能在幾分鐘之內預測蛋白質“糖衣”形態的新型計算方法，有助于進一步了解蛋白質在健康和疾病中的作用，幫助藥物與疫苗研發。

蛋白質不僅對細胞存活至關重要，還影響著疾病的發生和發展。一直以來，科學家使用實驗和計算方法來研究蛋白質的三維原子結構。人體細胞75%以上的蛋白質表面都覆蓋著一層“糖衣”，是由糖類分子在蛋白質周圍形成的動態保護層。然而，由于糖的流動性和多變性，科學家很難確定“糖衣”的形態，或它們如何影響蛋白質與藥物分子的相互作用。此前，只能在超級計算機上對“糖衣”的形態進行仿真預測，且需要幾千小時甚至幾百萬小時的計算時間。

該聯合團隊開發了名為GlycoSHIELD的新算法，功能強大，可以快速且逼真地模擬蛋白質表面“糖衣”。科研團隊創建并分析了一個包含幾千種三維形態“糖衣”的數據庫，通過長時間的模擬和實驗，發現當附著的糖不與膜或蛋白質的一部分發生碰撞，就足以對“糖衣”形態進行可靠的預測。他們還利用GlycoSHIELD揭示了鎮靜劑和麻醉劑的重要靶點GABAA受體上“糖衣”的形態。

該科研團隊表示：“我們的算法減少了所需的資源、計算時間和專業知識。現在，任何人都可以在幾分鐘內通過個人計算機來計算蛋白質上糖分子的排列和動力學，而無需專業知識和高性能計算機。只需指定蛋白質和糖的連接位置，我們的軟件就會在蛋白質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能，不僅可用于研究，還有助于藥物或疫苗的開發，例如癌癥免疫療法。”