关于蛋白质动力学的新知识可以塑造药物开发的未来

新研究为蛋白质动力学如何控制一组称为丝氨酸蛋白酶的酶的活性提供了机制。由于丝氨酸蛋白酶在血液凝固，先天免疫系统和组织重塑中起关键作用，因此该结果对于开发用于治疗各种疾病的新药可能是重要的。

通常认为蛋白质具有稳定的三维结构，具有明确限定的肽链折叠。然而，肽链似乎经历小的或大的运动，其不断地改变蛋白质的三维结构。这些三维结构的不断变化被称为蛋白质动力学。虽然已经确定蛋白质动力学在一组称为丝氨酸蛋白酶的酶的活性水平中起关键作用，但这些观察背后的机制仍然是难以捉摸的。由于丝氨酸蛋白酶的活性水平在血液凝固中起重要作用，先天免疫系统和组织重塑，蛋白质动力学因此成为调节这些重要生理过程的关键因素。

最近在高度认可的期刊“自然科学报告”上发表的这项新研究为控制丝氨酸蛋白酶尿激酶活性水平的蛋白质动力学提供了机制见解。奥胡斯大学的研究人员已经解决了尿激酶的五种不同的X射线晶体结构。

“确定尿激酶的晶体结构绝非易事，”Postdoc Tobias Kromann-Hansen说。“尿激酶是一种超级动态蛋白，不断改变其三维结构。这使晶体的形成变得复杂，”Tobias Kromann-Hansen继续说道。为了解决这个问题，奥胡斯大学的研究人员与布鲁塞尔自由大学和鲁汶大学的研究人员合作开发了一组骆驼科动物抗体，这种抗体与尿激酶特异性结合。

“骆驼抗体已被证明是X射线晶体学中非常有用的工具，因为它们可以稳定动态蛋白质，从而促进晶体的形成，”Tobias Kromann-Hansen说。晶体结构为研究人员提供了尿激酶的五种不同快照，并显示尿激酶肽链经历了惊人的大运动。这些运动使用特殊技术HDX-MS(氢氘交换后跟质谱)进一步绘制，其中圣地亚哥加利福尼亚大学的Elizabeth A. Komives教授是世界领先的专家。与生化研究相比，X射线晶体结构和HDX-MS数据提供了蛋白质分子机制的详细描述。控制尿激酶活性水平的动力学。

结果提供了对丝氨酸蛋白酶机制功能的基本了解。但研究人员希望这些结果可以为药物发现和治疗各种疾病提供新的可能性。Tobias Kromann-Hansen解释说：“通过这些结果，我们发现尿激酶可以在活性和非活性状态之间平衡存在。我们现在知道非活性状态的形式。通过开发特异性识别和稳定非活性状态的分子，我们可以将平衡转向非活性状态，从而抑制尿激酶在例如癌症和关节炎中的疾病促进活性。我们希望在其他丝氨酸蛋白酶中找到类似的无活性状态，以便将这一原则应用于治疗其他严重涉及高丝氨酸蛋白酶的疾病活动水平。“