运用结构生物学方法解析了蛋白结构并通过分子生物学验证

在日益追逐高影响因子文章的大环境下,很多小伙伴都在思考怎么才能发10分+的文章。

打开pubmed翻一翻,发现高影响因子文章都有共同点,故事很复杂,数据量超多,没个五六年做不完实验的那种…..发大文章是不可能的啦,做那么多实验又不想做,只能凑凑数据灌灌水才能维持得了生活这样子……

有没有简单点的途径?有!今天给大家介绍一篇文章,作者结合了结构生物学、酶促反应实验、药物处理实验就完成了这项研究,发在了Nature communications杂志上。

这篇文章与众不同的地方就是运用了结构生物学方法解析了一个重要蛋白的结构,并配合了一些分子生物学方法验证。

这项研究的主角蛋白是一种名为SHP2的酪氨酸磷酸酶。这个磷酸酶很重要,它与NF-kB、JAK-STAT、PI3K-AKT等等这些你很熟悉的信号通路的激活相关。为什么要研究这个SHP2呢,因为这个SHP2蛋白经常发生一些个别氨基酸位点的点突变,突变的SHP2在白血病啊、实体瘤啊、还有一些发育障碍疾病中出现的频率很高,因此作者要看看突变的SHP2和正常的SHP2在结构上和功能上的区别。

既然SHP2是个磷酸酶,那么首先看看酶的催化活性中心是否有区别。SHP2的催化中心结构域叫PTP。此前的研究发现正常的SHP2磷酸酶的催化结构域是被包裹在蛋白质内部的,因此活性比较低。而突变后的SHP2的PTP结构域是暴露在外的,因此活性较高。

那么,这篇10分+文章的作者就证明了俩事:正常的SHP2和突变的SHP2在蛋白结构上有啥区别;靶向SHP2治疗对于正常和突变SHP2的肿瘤疗效是否有差异。

文章逻辑是酱紫的:

 

1. 先解析一下正常和突变SHP2蛋白的结构,果然正常SHP2活性中心紧闭,而突变体SHP2(E76K)则城门大开,一看就不是什么正经蛋白

2. SHP2蛋白有一种靶向抑制剂叫SHP099,目前也是一种有潜力的抗肿瘤药物。作者发现加了这个药之后,“不正经蛋白”SHP2 E76K突变体会结合SHP099进而恢复为“正经”的闭合构象蛋白。当然正常的SHP2也是可以与SHP099结合的。

3. 由于蛋白质在体内是个水溶性环境,作者又对正常和突变SHP2在水溶液中的构象进行了验证,用了一种叫做X射线小角散射的技术。到此为止,结构生物学实验就做完啦!

4. 接下来做功能实验。SHP2在肿瘤中的突变体类型主要有5个,作者检测了各个突变体的磷酸酶SHP2对磷酸盐底物DiFMUP的催化反应能力,发现SHP2突变了之后磷酸酶催化活性确实增强了(不愧是开放构象的不正经蛋白)。

5. 然后作者进行了体外实验,检测了SHP099药物对每一种突变体SHP2的活性抑制程度以及IC50 等等。

但有趣的是,SHP099药物其实对正常的SHP2活性抑制效果反而更好,对于突变后的SHP2效果一般。

6. 前面不是说SHP2很重要嘛,能激活了很多有名的信号通路。所以作者检测了SHP099药物对正常SHP2或者突变SHP2存在下的下游信号调节(检测了pErk1/2)。

结果跟前面的一样,SHP099药物对表达正常SHP2细胞的Erk信号抑制更猛烈,而对突变体SHP2的下游抑制并不显著。

因此作者认为,用SHP099药物治疗SHP2非突变的肿瘤时效果不错;但是如果是去治疗SHP2突变肿瘤的话还是换个药吧,这药不行

好啦,文章介绍到这里就结束了,是不是觉得这点故事就能发个10分+不可思议?所以咧,做一些技术难度高的实验 + 有实际临床意义的故事 = 高分文章的捷径!

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