能量景观理论揭示可折叠蛋白质的进化

赖斯大学的 Peter Wolynes 领导的一项新研究为可折叠蛋白质的进化提供了新的见解。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

莱斯大学和布宜诺斯艾利斯大学的研究人员利用能量景观理论来区分蛋白质序列中可折叠和不可折叠的部分。他们的研究阐明了关于在起源期间仅编码蛋白质一部分的 DNA 片段是否可以自行折叠的持续争论。

研究人员重点研究了蛋白质结构中的外显子与蛋白质折叠性演化之间的广泛关系。他们强调了外显子(基因中编码蛋白质的部分)和内含子(基因翻译成蛋白质时被丢弃的沉默区域)的重要性。

“利用目前可用的大量基因组外显子 - 内含子组织和蛋白质序列数据，我们探索了外显子边界守恒，并使用能量景观理论测量评估了其行为，”DR Bullard-Welch 基金会科学教授、化学、生物科学、物理学和天文学教授以及理论生物物理中心 (CTBP) 联合主任 Wolynes 说。

当 20 世纪 70 年代发现基因碎片时，人们立即提出，通过分解序列，这种结构有助于构建可折叠蛋白质。当研究人员在 20 世纪 90 年代再次研究这一问题时，现有的数据却模棱两可，沃林斯说。

该团队目前已评估了外显子作为 38 个丰富且保守的蛋白质家族中潜在的蛋白质折叠模块的作用。经过几代进化，外显子可以在基因组中随机移动，导致基因发生重大变化并产生新的蛋白质。研究结果表明，外显子大小分布与指数衰减存在偏差，表明存在进化选择。

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