绿松石和紫色的圆柱体周围的电动蓝色,橙色和黄色的链子,烟花对黑色电脑屏幕。John E. Ladbury,博士,德克萨斯大学教授MD安德森癌症中心的生物化学和分子生物学和机构生物分子结构中心主任(CBSF),点击鼠标和旋流霓虹灯粉红色和绿色。颜色编码的三维蛋白质结构确实是令人眼花缭乱的。正如Ladbury在制药和生物医学研究领域解释了他们的相关性,因为它没有令人敬畏的令人恐惧。188bet体育网址CBSF的科学家,其中七个研究中心之一188bet体育网址安德森的基础科学研究所利用x射线晶体学将蛋白质转化成这些3d艺术品。它们不仅迷人美丽,而且为蛋白质的功能提供了基本线索,并帮助研究人员设计潜在的新疗法。188bet体育网址这个过程既费力又耗时。
“我们可以在两到三天内具有蛋白质的高分辨率原子结构,”Ladbury说:“或者可能需要20年。”
这一过程始于研究人员使用活细胞生产特定蛋白质。188bet体育网址一旦蛋白质被提纯和浓缩,它就被放置在凹陷的托盘中,每个孔中都有一系列的试剂,以促进蛋白质的结晶。这些微小的蛋白质晶体被液氮冷却(“使它们更坚固”),然后从每个可能的角度进行x光照射。x射线光束在探测器上产生衍射图案,探测器上有成千上万的数据点,这些数据点与高能光源与蛋白质晶体中的原子相互作用的方式有关。最后,对数据点进行数学分析,以编制结构确定,详细的分子快照,揭示原子在结构中相互之间的位置。
有了对蛋白质形态的图示理解,科学家和临床医生就能深入了解如何解决复杂的遗传之谜,并开发针对癌症和其他疾病的新的靶向药物疗法。
“任何不使用结构生物学的药物开发公司都将失去一个机会,”Ladbury说,他最近刚从伦敦来到这里,现在是爱德华·罗顿杰出教授癌症研究188bet体育网址在MD安德森.
在细胞的分子水平上研究生命,就像了解汽车引擎的各个部件是如何工作来修复出故障的部件一样。
“了解分子的结构有助于您了解它是如何运作的或者它可能出错,因此定义了您的药物干预目标,”他说。
Ladbury解释说,编码蛋白质分子的基因的一个突变可以通过诱导其三维形状的变化或改变其进行特定化学反应的能力来影响蛋白质的功能。基因突变会导致蛋白质分子功能失调,从而导致癌症和其他疾病。
MD安德森将于2009年1月建立了CBSF作为发现的协作环境。Ladbury及其同事Richard G. Brennan,Ph.D.和Maria A. Schumacher,Ph.D.,世界知名的结构决心专家,在乔治和辛西娅米切尔基本科学的第七楼定居进入其实验室和办事处188bet体育网址研究建设与桥接基础科学家与翻译与临床研究人员的差距。
一方面,基础科学家通过观察大分子的结构来确定它们执行正常功能的能力,如基因调控、DNA复制、DNA修复和细胞信号传导所有这些都有助于转译和临床研究人员寻找新的药物靶点(即蛋白质),并根据结合模式和信号通路等分188bet体育网址子相互作用设计治疗方法。结构-功能研究在多学科研究中的应用188bet体育网址安德森的实验治疗学系,靶向治疗中心拉德伯里说,和个性化癌症治疗研究所可以对药物发现产生转化性影响,并将这些发现加速送到诊所,使患者受益。
最近,哈里伯顿基金会(The Halliburton Foundation)承诺提供50万美元的五年资金,帮助CBSF建立了一个名为“蛋白质生产小组”(Protein Production G188bet体育网址roup)的独特研究中心。拉德伯里预测,生物医学研究领域会有源源不断的新思路,可用于预防和治疗各种疾病。它的服务可提供给墨西哥湾联盟的成员MD安德森包括贝勒医学院、莱斯大学、休斯敦大学、德克萨斯大学休斯顿健康科学中心和加尔维斯顿德克萨斯大学医学分部。在加入之前,Ladbury曾在伦敦参加过一个类似的项目MD安德森他对这次合作的成果寄予厚望。
“这就是我来的原因MD安德森拉德伯里2008年从伦敦大学学院(University College in London)被招至休斯顿。“我们在德克萨斯医疗中心和墨西哥湾沿岸地区有一个非常强大的结构生物学家群体,但还没有任何东西把这些人聚集在一起。我们正在打破临床医生和结构生物学家之间的障碍,并使它更容易与其他学科的接口。这是一个极好的机会,可以为各地的患者带来新的、更有效的治疗方法。”Ladbury说,慈善支持在“整个合作努力”中仍然至关重要。
“哈里伯顿的贡献是建立蛋白质生产集团的基础,”他说。“随着现在的工作进展,它给了我们一个焦点并使我们能够建立一个真实的东西,这将对研究和新的药物开发具有切实影响。”188bet体育网址