新方法能够快速分析内在无序蛋白质的晶体结构

本质无序蛋白质（IDP）可以根据其外部环境动态改变其构象，因此可以与不同的化合物结合。然而，它们很难分析。现在，东京理工大学的研究人员已经通过一种新的管道解决了这个问题，该管道能够通过无细胞蛋白质结晶技术快速分析IDP的晶体结构

许多人发现更容易将蛋白质视为某种刚性的“分子机制”，每种蛋白质都有一个明确的结构，可以实现或补充其功能。然而，许多重要的蛋白质缺乏这种固定的三维结构。相反，这些所谓的内在无序蛋白质（IDP）可以根据其外部环境采用多种不同的构象。IDP的这种固有灵活性使其具有多功能性，并且通常能够与许多不同的化合物结合

与其他类型的蛋白质相比，IDP可能很难分析。为了了解IDP的生物学功能，确定以下因素是很有用的：；或决定因素&mdash；可以在原子水平上稳定其子区域。实现这一点的一个突出方法是通过使靶IDP与蛋白质晶体支架结合来固定靶IDP，这使得能够使用蛋白质晶体学技术。然而，目前可用的方法是相当缓慢和不方便使用

在这种背景下，由日本东京理工学院生命科学与技术学院和国际研究前沿倡议（IRFI）的上野隆文教授领导的一个研究小组开始建立一种更可靠、更通用的方法。在他们发表在《美国国家科学院院刊》上的最新研究中，他们报告了用于IDPs快速晶体结构分析的创新管道的开发

该管道的亮点之一是使用无细胞蛋白质结晶（CFPC）方法获得所需的IDP，以与支架晶体结合。为了说明管道的使用，研究人员将注意力集中在c-Myc的一个片段上，c-Myc是一种来自调节细胞周期进展、凋亡和其他细胞功能的基因家族的IDP

使用蛋白质结构预测软件Foldit，该团队设计了一种昆虫细胞衍生的多面体晶体（PhC）作为c-Myc片段结合的支架。为了加快PhC和c-Myc片段之间的交叉结晶，研究人员制备了c-Myc融合的PhC单体mRNA，并将其混合在含有细胞提取物和PhC构建单元的系统中

由于细胞提取物含有转录信使核糖核酸所需的细胞机制，该系统可以在不依赖活细胞的情况下产生大量c-Myc融合的PhCs，大大加速了IDP的稳定，并简化了随后的提取分析

一旦分析了结晶的c-Myc片段，研究人员就使用分子动力学模拟，在重复上述步骤之前，战略性地将突变引入c-Myc基因。通过比较修饰的片段如何与PhC支架结合以及形成的结构，该团队可以确定最终控制c-Myc稳定的关键残基

Ueno说：“这些发现强调了我们的CFPC筛选方法的力量，它是一种有价值的工具，可以确定具有挑战性的靶蛋白的结构，并阐明控制其稳定性的基本分子相互作用。”

所提出的策略可能在生物分子结合的研究中有很大的用处，这是医学和细胞生物学等领域的一个基础方面

Ueno说：“我们的筛选系统将应用于尚未确定结合伴侣的靶向IDP，并设计新的结合分子，如抑制剂。”。“此外，晶体结构的快速筛选可以使我们构建蛋白质晶体的设计库，加速IDP折叠机制的阐明。”