谷氨酸转运蛋白通过调节兴奋性神经发射器水平(涉及多种神经系统和生理疾病)时,通过调节兴奋性神经发射器水平来在神经生理中起关键作用。然而,由于它们在细胞内脑中的定位,包括谷氨酸转运蛋白在内的整合跨膜蛋白仍然难以研究。在这里,我们介绍了通过QTY代码产生的谷氨酸转运蛋白及其水溶性变体的结构生物信息学研究,这是一种基于系统氨基酸取代的蛋白质设计策略。这些包括由X射线晶体学,Cryo-EM确定的2种结构,以及6个由Alphafold2预测的结构及其预测的水溶性数量变体。在谷氨酸转运蛋白的天然结构中,跨膜螺旋含有疏水氨基酸,例如亮氨酸(L),异亮氨酸(I)和苯丙氨酸(F)。为设计水溶性变种,这些疏水性氨基酸被系统地取代了亲水性氨基酸,即谷氨酰胺(Q),苏氨酸(T)和酪氨酸(Y)。数量变体表现出水溶性,其中四个具有相同的等电聚焦点(PI),而其他四个具有非常相似的PI。我们介绍天然谷氨酸转运蛋白及其水溶性数量变体的超塑结构。尽管有明显的蛋白质跨膜序列差异(41.1% - > 53.8%),但与RMSD0.528Å-2.456Å相似,表现出与RMSD0.528Å-2.456Å的显着相似性。此外,我们研究了天然谷氨酸转运蛋白及其QTY变体之间疏水性斑块的差异。经过仔细检查,我们发现了这些转运蛋白中的L-> Q,i-> q,i-> t,i-> t,f-> y和q-> l,t-> i,y-> f的多种自然变化。其中一些自然变异是良性的,其余的是在特定的神经系统疾病中报告的。我们进一步研究了疏水性在谷氨酸转运蛋白中疏水性取代的特征,利用了变体分析和进化分析。我们的结构生物信息学研究不仅提供了疏水螺旋之间差异的见解
单胺转运蛋白包括5-羟色胺,多巴胺和去甲肾上腺素的转运蛋白在单胺能突触信号中起关键作用,涉及多种神经系统和生理疾病的分子病因。尽管是至关重要的药物焦油,但由于跨膜蛋白在细胞膜中的定位,对跨膜蛋白的研究仍然具有挑战性。为了解决这个问题,我们介绍了使用QTY代码设计的7种单胺转运蛋白及其水溶性变体的结构生物信息学研究,该研究是通过系统地代替疏水性氨基酸(L),Valine(v),Isolealucine(Isolecomine(I)和苯基丙氨酸(I)(f)(f)(f)(f)(f)(f)(f)(f)(f)(f)(f)(f)(f)(f)) Tyro-sine(y)尽管有明显的蛋白质跨膜序列差异(44.27%-51.85%),但所产生的数量变体显示出相似的等电点(PI)和分子量。虽然它们的疏水表面大大降低,但这种变化导致结构改变最小。定量,AlphaFold2预测的QTY变体结构与RMSD0.492Å-1.619Å的相似性显着相似。伴随着取代氨基酸的结构相似性,我们的研究揭示了基因组数据库中的多个数量和反向的数量变化。我们进一步分析了它们的表型和拓扑特征。通过将进化游戏理论扩展到生物学的分子基础,我们提供了对化学不同α-螺旋的进化动力学的见解,它们在不同的化学治疗应用中的用途以及诊断医学的开放可能性。我们的研究合理化的是,单胺转运蛋白的数量变体不仅可能成为医学,结构和探索研究的独特工具,而且这些转运蛋白也可能是当代治疗靶标,为多种疾病提供了一种新的治疗方法。