基于序列預測驅動無序區域介導的分子間相互作用

來源：作者：人氣：-發表時間：2025-05-23 13:25:00【大中小】

摘要：研究團隊開發了FINCHES計算框架，利用粗粒化力場預測內在無序區域與折疊蛋白/其他IDRs的化學特異性相互作用。

在蛋白質王國里，存在著一群特立獨行的"變形者"——內在無序區域（intrinsically disordered regions, IDRs）。這些占人類蛋白質組70%以上的區域雖缺乏固定三維結構，卻通過化學特異性相互作用（chemically specific interactions）調控著細胞生命活動。傳統方法難以捕捉這種動態多變的分子識別過程，而FINCHES計算框架的誕生改變了這一局面。

圖1 基于序列的由無序區域驅動的分子間相互作用預測

研究團隊巧妙改造了粗粒化力場（coarse-grained force fields）的化學物理參數，將其轉化為預測IDR行為的強大工具。就像破譯分子密碼本，FINCHES能直接從氨基酸序列中解讀出：哪些區域會與折疊蛋白表面"親密接觸"，哪些片段會驅動液-液相分離（liquid-liquid phase separation），以及磷酸化修飾如何像分子開關般調控這些相互作用。

驗證實驗展示了三重預測威力：準確識別IDR-IDR互作熱點、量化序列對相分離的調控、揭示無序區域與結構化蛋白表面的結合模式。更令人振奮的是，該方法能在數分鐘內完成全蛋白組掃描，不僅發現IDR內部存在化學特性迥異的"功能子域"，還系統性解析了磷酸化這一關鍵翻譯后修飾如何重塑相互作用網絡。

圖2 內在無序區域可通過互補化學作用驅動與配體的結合

盡管無法預測依賴精確序列的有序界面（如部分折疊后發生的structured interface），但FINCHES為理解IDR的"模糊邏輯"（fuzzy logic）提供了全新視角。開源工具包和在線服務器（https://www.finches-online.com/）的開放，將推動更多研究者探索這片充滿可能性的"無序疆域"。

參考資料

[1] Sequence-based prediction of intermolecular interactions driven by disordered regions