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新研究描绘了蛋白质结构域的进化历史和相互关系

自 大流行开始以来,蛋白质一直在悄悄地接管我们的生活。我们一直生活在病毒所谓的“尖峰”蛋白的心血来潮中,这种蛋白已经发生了数十次突变以产生越来越致命的变种。但事实是,我们一直被蛋白质统治。在细胞层面,它们几乎负责一切。

蛋白质是如此重要,以至于 DNA——使我们每个人都独一无二的遗传物质——本质上只是一长串蛋白质蓝图。对于动物、植物、真菌、细菌、古细菌,甚至病毒来说都是如此。正如这些生物群会随着时间的推移而进化和变化一样,蛋白质及其组成部分也是如此。

伊利诺伊大学研究人员发表在《科学报告》上的一项新研究描绘了 38 亿年来蛋白质结构域(蛋白质分子的亚基)的进化历史和相互关系。

了解在进化过程中结构域如何以及为什么在蛋白质中结合可以帮助科学家理解和设计蛋白质在医学和生物工程应用中的活性。例如,这些见解可以指导疾病管理,例如利用 病毒的刺突蛋白制造更好的疫苗。”

Gustavo Caetano-Anollés,研究高级作者和作物科学系教授

Caetano-Anollé 还是伊利诺伊州 Carl R. Woese 基因组生物学研究所的附属机构。

自大流行初期以来,Caetano-Anollés 一直在研究 COVID 突变的演变,但该时间表仅代表了他和博士生 Fayez Aziz 在当前研究中所研究的极少一部分。

研究人员编译了所有分类群(包括高等生物和微生物)的数百个基因组中编码的数百万个蛋白质序列的序列和结构。他们不关注整个蛋白质,而是关注结构域。

“大多数蛋白质由多个域组成。这些是具有特殊功能的紧凑结构单元或模块,”Caetano-Anollés 说。“更重要的是,它们是进化的单位。”

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