Chengxuan Li, Ting-Yi Wei, Margaret S. Cheung, and Min-Yeh Tsai
J. Phys. Chem. B 2024, 128, 19, 4590–4601

國立中正大學 化學暨生物化學系 蔡旻燁助理教授

研究生物分子交互作用常需了解其結構特性，尤其建立分子模型模擬運動軌跡時需參考實驗結構。蛋白質結構資料庫（PDB）收錄了多種透過X光、NMR和cryoEM等技術得出的結構，但這些結構資訊可能與生理狀態下的結構有所差異 ，尤其是X光結晶法受當時實驗條件影響，如結晶環境和蛋白質濃度可能與生物體內的條件不同 。
 
我們研究稱作「絲切蛋白」的肌動蛋白結合蛋白，在細胞中調節肌動蛋白網絡和細胞骨架的斷裂與組裝。此蛋白在單體狀態下切斷肌動蛋白纖維，促進肌動蛋白單體再循環；形成寡聚體時參與核化和組裝，促進細胞骨架的整體組織和重塑。當絲切蛋白形成二聚體時，透過不同的蛋白質結合介面形成多種組態，取決於半胱胺酸在細胞氧化壓力下與另一絲切蛋白特定半胱胺酸（39、139、147號）形成的雙硫鍵對，可能有多種組合方式，並受後轉譯修飾影響。利用分子動力學模擬研究二聚體構型和穩定性，我們發現X光實驗得出的二聚體介面組裝構造極不穩定，不具生物活性標的。我們的研究提供了理解絲切蛋白硫醇後轉譯修飾調控其寡聚化的計算框架。 
 
在數據驅動為核心的世界中，掌握「數據驗證」技能對有效整合物理和人工智能方法至關重要，我們堅信，具備物理基礎洞察力的方法將持續在科學發現中扮演重要角色。