研究人员研究了跨多个时间尺度的蛋白质信号传递

考虑一下风中摇曳的树。树枝的运动到达树的树干需要多长时间?这种运动实际上是如何通过树传播的?弗赖堡大学的研究人员正在将这种问题转移到蛋白质分析中，蛋白质是细胞的分子机制。

物理化学研究所的Thorsten Hugel教授，物理研究所的Steffen Wolf博士和Gerhard Stock教授领导的一组研究人员正在研究引起蛋白质结构变化的信号如何从一个网站到另一个。他们还试图确定这些机制发生的速度。到目前为止，研究人员一直无法分析精确的信号传输速率，因为它涉及许多时间范围，从纳秒到几秒不等。但是，弗莱堡的研究人员现在已经通过结合各种实验，模拟和理论研究达到了这样的分辨率。他们将结果发表在科学期刊《化学科学》上。

与树木相反，研究中分析的蛋白质Hsp90的运动以对数时间尺度展开。每个大型机芯的耗时大约是构成大型机芯的小巧的独立机芯的十倍。沃尔夫解释说：“例如，一根树枝的移动时间为几秒钟;树枝的移动时间为10秒;树干的移动时间为100秒。” 结合使用最新的实验和理论方法，研究人员可以监视变构通讯，换句话说，可以显示Hsp90中的反应过程如何改变远程蛋白质结合位点。根据Stock的说法，研究小组发现了这种变构过程所依据的动力学层次，包括纳秒级到毫秒级的时标以及从皮克到几纳米的长度标度。

而且，Hsp90中的反应过程与单个氨基酸Arg380的结构变化有关。然后，Arg380将结构信息传递到蛋白质的一个子域，并最终将其传递给整个蛋白质。导致的结构变化封闭了蛋白质的中央结合位点，从而使其能够履行新的职能。弗赖堡大学的研究人员怀疑，类似的分层机制(例如Hsp90蛋白中显示的那种)在其他蛋白内的信号传递中也具有根本的重要性。休格尔说，这对于使用药物控制蛋白质可能有用。

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