Google算法 - 了解酶的新工具

效应器触发IGPS酶中信息流量的增加（红色）或减少（蓝色）。（图片来源：Uriel Morzan）

耶鲁科学家们采取了一种新颖的方法来解开酶的复杂结构和调节：他们遗忘了它。

在本周在线发表的一项新的研究，在美国国家科学院的诉讼程序中，化学教授维克多·巴蒂斯塔和他的同事利用谷歌算法Pagerank鉴定了对大多数微生物必需的细菌酶的关键氨基酸。

酶是生物分子，具有加速生命所需的化学反应的独特能力。尽管这些化学反应通常在酶的一小部分中进行，但是当称为活性部位 - 反应的加速通常通过分子在酶的不同部分中的结合调节。结合位置被称为变构位点。

尽管有数十年的研究，但它仍然明白信息如何从变构遗址转移到活跃点。困难的大部分与涉及的大量原子和酶的结构柔韧性很大。

耶鲁队指出，计算机科学领域的几年同样涉及类似的问题。谷歌的研究人员已经研究了互联网上的信息流，使用PageRank在与其他Internet站点的链接的数量和质量方面表示每个网页的重要性。

“这个问题完全类似于遥远地点之间的信息交流，这些距离的渐变主义思想，”Batista实验室和第一个作者的博士后助理博士议员乌瑞尔莫泽表示。“通过了解信息流过每个原子的流动随着酶活剂的结合而变化，可以找到被激活的信息信道。”

耶鲁研究人员鉴定了咪唑甘油磷酸酯合成酶（IGPS）中的变构过程的重要氨基酸，在大多数微生物中发现的细菌酶。

该研究铺平了与IGPS活动相关的额外实验，可能导致开发新的抗生素，杀虫剂和除草剂。

“数据科学方法开始渗透到理论化学领域，为理解催化分子系统的基本方面与最先进的分子动力学模拟和核磁共振（NMR）光谱相结合，提供新的工具，“Batista说，他也是耶鲁斯西校区的能源科学研究所的成员。

共同作者J. Patrick Loria，添加了耶鲁化学教授和分子生物物理学和生物化学教授：“这是实验性NMR和计算工具的协同组合，使得能够深入了解生物学功能，并展示了理论家和实验主义者之间合作的重要性。”

该研究的其他联合作者是洛杉矶阿拉莫斯国家实验室的基督徒内格雷。共同作者是耶鲁的Batista和J. Patrick Loria;前耶鲁研究人员海蒂亨德利克森，罗斯坦卡·佩，乔治丽西;里昂大学的Ivan Rivalta;和新南威尔士大学君明浩。

该研究部分得到了国家卫生研究院和国家科学基金会的支持。

出版物：Christian F. A. Negre，等人，“蛋白质颠覆途径表征的特征中心，”2018年PNAS; DOI：10.1073 / PNAS.1810452115