通过计算机模拟和实验室实验的独特结合，Paul Scherrer研究所(PSI)的研究人员发现了活性剂的新结合位点-例如，抗癌-在细胞骨架的重要蛋白上。以前不知道其中11个站点。该研究今天发表在《Angewandte Chemie International Edition》杂志上。

在蛋白质 微管蛋白是所谓的细胞骨架的重要组成部分。在细胞中，微管蛋白分子将自身排列成管状结构，即微管细丝。这些赋予细胞形状，帮助运输蛋白质和更大的细胞成分，并在细胞分裂中起关键作用。

因此，微管蛋白在细胞中执行多种功能，并在此过程中与许多其他物质相互作用。PSI生物分子研究实验室的博士候选人，该研究的第一作者TobiasMühlethaler说：“微管蛋白可以结合数量惊人的各种蛋白质和小分子，可以肯定的是数百种。” 蛋白质的功能通过这种键来指导。而且，许多药物都通过微管蛋白停滞并通过例如防止肿瘤中的细胞分裂而起作用。

Mühlethaler解释说：“在这个项目中，我们解决了这个重要蛋白质上总共存在多少个结合位点的基本问题。” “如果我们发现新的，这些可能会被用于治疗。”

从虚拟到实验室

在计算机仿真中研究人员与热那亚的理工学院合作进行了研究，研究人员对该蛋白质的结构进行了梳理：他们确定了其他分子可以与微管蛋白很好结合的位置。这些就是所谓的结合袋。随后，在实际的实验室实验中，研究人员试图验证这些部位。为此，他们使用了一种称为片段筛选的方法：从微管蛋白的数百个晶体开始，研究人员添加了包含分子片段的独立溶液，这些分子片段是有希望的活性剂的典型前体。在一个小时内，微管蛋白晶体能够吸收尽可能多的碎片溶液。最后，将晶体从液体中捞出，并暴露在同步加速器X射线辐射下。根据所得的衍射图，研究人员能够推断出晶体的结构。因此，可以确定分子片段是否以及在何处与蛋白质结合。

“两种方法，计算机模拟和碎片筛选都有各自的优点和缺点，”生物分子研究实验室负责人Michel Steinmetz说。“通过结合它们，我们确保蛋白质上没有结合位点逃脱我们的搜索。”

十一个新的

总体而言，研究人员在微管蛋白上发现了27个结合位点，分子或其他蛋白质可以停靠在这些位点上。穆勒塔勒(Mühlethaler)说：“其中有11个以前从未被描述过。” 此外，研究人员确定了56个与微管蛋白结合的片段，可能适合开发新的活性剂。

正如研究人员强调的那样，他们的方法也可以转移到其他蛋白质上。Michel Steinmetz说：“在这里，我们已经开发出一种方法，可以及早发现所谓的先导分子，从而为开发活性剂提供了新的起点。” 这种方法应该可以成功地应用于所有可以获得高质量晶体的蛋白质。

Steinmetz补充说：“寻找潜在的新铅分子是瑞士光源SLS的重点。” “在计划未来几年升级到SLS 2.0之后，这将变得越来越重要。”