Frei zugängliche Datenbank bildet Protein-Lipid-Wechselwirkungen für Forschung und Lehre ab

Von der Bekämpfung von Krebs und Infektionen bis hin zur Energiespeicherung sind Lipid-Protein-Wechselwirkungen für biologische Prozesse in Zellen von entscheidender Bedeutung. Doch die Mechanismen, die diese Interaktionen vorantreiben, waren in der Vergangenheit schwer abzubilden und zu verstehen.

Eine von Georgia Tech geleitete Studie stellt eine neue Ressource vor, die Forschern helfen soll, die Struktur und Funktion dieser Wechselwirkungen – sogenannte Assemblies – sowohl auf molekularer als auch auf funktioneller Ebene zu verstehen. Die Arbeit ist veröffentlicht In Kommunikationschemie.

Die Ressource mit dem Namen BioDolphin – kurz für Biological Database of Lipid-Protein Highly Inclusive Interactions – ist die erste umfassende, kommentierte Datenbank zu Protein-Lipid-Interaktionen. Integriert in eine benutzerfreundlicher WebserverBioDolphin ist für alle frei zugänglich. Benutzer können Interaktionsdaten einfach anzeigen und herunterladen und Lipid-Protein-Anordnungen systematisch analysieren.

„Das Verständnis der Lipid-Protein-Wechselwirkungen ist entscheidend für die Weiterentwicklung unseres Verständnisses der menschlichen Gesundheit und der Behandlung von Krankheiten“, sagt Andrew McShan, Korrespondent der Studie. „BioDolphin ist die erste Ressource, die diese Art von Informationen für alle Arten von Proteinen sammelt, nicht nur für solche, die in Membranen vorkommen. Und weil sie öffentlich zugänglich sind, stehen diese Informationen jetzt den Forschern zur Verfügung.“

„BioDolphin als umfassende Datenbank für Lipid-Protein-Bindungswechselwirkungen“ wird von McShan, einem Assistenzprofessor an der Fakultät für Chemie und Biochemie der Georgia Tech, zusammen mit der Erstautorin Li-Yen (Zoey) Yang, Bioinformatik Ph.D., geleitet. Student; Assistenzprofessor Yunan Luo der School of Computational Science and Engineering; und Kaike Ping, Ph.D. Student an der Virginia Tech.

Eintauchen in zugängliche Daten

BioDolphin ist eine kuratierte Datenbank mit reichlich kommentierten Informationen und enthält über 127.000 Lipid-Protein-Bindungsinteraktionen. Und während sich die meisten Datenbanken zu Lipid-Protein-Anordnungen ausschließlich auf einen bestimmten Proteintyp – Membranproteine ​​– konzentriert haben, geht BioDolphin darüber hinaus.

„BioDolphin ermöglicht es uns, die Strukturmerkmale von Lipid-Protein-Anordnungen in den acht verschiedenen Klassen von Lipidverbindungen global zu definieren, um ihre zelluläre Funktion und Rolle bei Krankheiten zu verstehen“, sagt McShan und fügt hinzu, dass die Datenbank auch Informationen zur gepaarten Lipid-Protein-Annotation liefert , experimentelle Bindungsaffinitäten, intermolekulare Wechselwirkungen und atomare Strukturen in einem breiten Spektrum von Lipid-Protein-Wechselwirkungen – alles verfügbar für jeden mit einer Internetverbindung.

Ein molekularer Bauplan für Forschung – und Lehre

„In der Vergangenheit war diese Forschung begrenzt, weil Lipide bekanntermaßen schwierig im Labor zu untersuchen sind“, sagt McShan. „BioDolphin verändert das Paradigma. Es ist das erste Mal, dass jemand das bekannte strukturelle Universum der Lipid-Protein-Wechselwirkungen aller Organismen gesammelt, kommentiert und analysiert hat.“

Es ist ein sich schnell entwickelndes Feld. McShan erhielt kürzlich ein prestigeträchtiges Curci-Stipendium für bahnbrechende Krebsforschung im Bereich lipidbasierter universeller Immuntherapien und Impfstoffe.

Über Forschungsanwendungen hinaus hofft das Team, dass BioDolphin eine Ressource für Biochemiestudenten sein wird.

„Die Datenbank kann Lehrern und Schülern als Werkzeug dienen, um diese Protein-Lipid-Wechselwirkungen zu untersuchen, was in Biologie- und Biochemiekursen oft ein unterentwickeltes Thema ist“, sagt McShan. „Ich hoffe, dass BioDolphin eine wertvolle Ressource für die Forscher von heute ist – und dass es auch ein Baustein für die Forscher von morgen sein kann.“