莱斯大学布朗工程学院的计算机科学家Lydia Kavraki获得了一项享有声望的美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的资助,她开发了一种新的方法来模拟和分析癌症研究中的蛋白质-配体相互作用。
最终目标是创建一个蛋白质组学工具包,PROTEAN-CR,专注于蛋白质与配体相互作用的结构分析。研究人员将使用PROTEAN-CR来了解癌症的关键生物学机制,并提出新的癌症治疗方法。试点项目将包括基于肽的癌症疫苗接种和基于t细胞免疫疗法的突变分析。
这项由美国国家癌症研究所(NCI)提供的为期三年、120万美元的资助将推进Kavraki与德克萨斯大学MD安德森癌症中心的共同研究者Gregory Lizee的持续合作。
在癌症中,蛋白质会发生有利于恶性细胞维持和增殖的修饰。对抗癌症的一种方法是使用具有抗肿瘤特性的配体来抑制这些蛋白质。但是发现具有抗癌特性的分子并不容易。有成千上万种不同的蛋白质和可能的配体需要评估。蛋白质和配体可以呈现不同的三维构象,甚至相同的蛋白质也可以有多次突变;这两个问题都影响到蛋白质与配体的结合。Kavraki说,PROTEAN-CR是需要的,因为这些挑战和蛋白质-配体相互作用的结构分析的持续知识差距。
Kavraki是赖斯大学诺亚·哈丁计算机科学教授,生物工程、机械工程、电气和计算机工程教授,肯·肯尼迪研究所主任,他说,U01基金的长期目标是使蛋白质-配体相互作用的广泛结构分析成为可能,这样癌症研究人员就可以混合、匹配和测试小的抗肿瘤分子,以进行个性化的癌症治疗。
PROTEAN-CR还将允许研究人员操纵已知分子的3D结构及其可能的形式,使研究人员更容易筛选可能的蛋白质配体复合物,并预测它们如何结合和破坏肿瘤细胞。为了评估最佳绑定模式,将使用机器学习方法来创建新的评分函数。PROTEAN-CR还将与公开的生物数据库连接,以检索有关蛋白质突变和修饰的最新信息。
Kavraki说,她的统一数据科学启发方法将通过补充湿实验室和临床研究来加速癌症研究。其他合作者包括休斯顿大学的Dinler Antunes和贝勒医学院的Jin Wang。
Kavraki的实验室已经通过一个原型网络服务器开发了一些PROTEAN-CR的核心功能,MD安德森的研究人员正在测试用于药物发现和免疫治疗的应用。自2017年3月以来,它已经拥有来自109个国家的9752多名独立用户。
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