研究人员揭示了原弹性蛋白的原子结构

研究人员已经对原弹性蛋白的分子结构进行了解码，该蛋白可赋予活组织伸展和收缩的能力，并详细说明了其结构在各种遗传驱动的疾病中如何发生变化。

允许生命组织在整个生命周期中扩张，收缩，拉伸和弯曲的伸展性是称为原弹性蛋白的蛋白质分子的结果。值得注意的是，该分子的长度可以扩展到其长度的八倍，始终返回其原始大小。

弹性蛋白是弹性蛋白的前体分子，它与称为微纤维的结构一起，是包括皮肤，肺和血管在内的组织柔韧性的关键。但是该分子是复杂的，由698个氨基酸顺序组成，并充满了无序区域。弄清其结构一直是一个重大挑战。

悉尼大学，麻省理工学院和曼彻斯特大学的研究人员结合分子建模和实验观察结果，构建了分子结构的逐个原子图，现已对该复杂分子的分子结构进行了解码。

这项研究于本周发表在《科学院院刊》上，该研究还确定了在各种基因驱动疾病中其结构可能出问题的地方

麻省理工学院工程学院的作者兼博士后研究员安娜塔拉卡诺娃(Anna Tarakanova)说，迄今为止，原弹性蛋白的结构一直难以捉摸。

她说：“传统的表征方法不足以对该分子进行解码，因为它非常大，无序且动态。”

“但是，结合使用计算机建模和实验观察结果，我们可以预测分子的完全原子结构。”

该研究表明，控制原弹性蛋白形成的基因中某些致病突变如何改变分子的硬度和动态响应，从而有助于设计针对这些疾病的治疗方法或对策。

研究人员诱导的“人工”突变可用于更好地了解受该突变影响的基因特定部分的功能。这项研究还研究了原弹性蛋白分子中与已知疾病(如角质层)相关的突变引起的特定变化，在这些疾病中，皮肤缺乏弹性，并且悬挂松散。

共同作者之一，悉尼大学理学院和跨学科的查尔斯·珀金斯中心的麦考利大学生物化学系主任安东尼·魏斯说，用来解开拓扑弹性蛋白结构的技术很强大。

这项出色的全球合作表明，我们现在可以使用计算机来预测人类弹性分子的性能。

安东尼·韦斯教授

魏斯教授补充说：“这也有助于我们加快修复伤口等受损组织的新方法。”

杰里·迈克菲(Jerry McAfee)工程学教授，麻省理工学院土木与环境工程系系主任马库斯·布勒(Markus Buehler)的合著者说，这些发现不仅对疾病有影响。

他说：“了解这种分子的结构不仅在疾病方面很重要，而且还可以使我们将这种生物材料的知识转化为合成聚合物，从而可以满足某些工程需要。”

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