Alphafold正在幫助研究人員發現蛋白質突變是如何引起疾病的，以及如何預防它們
Luigi Vitagliano是意大利那不勒斯的生物結構與生物成像研究所的研究主任。他分享了自己的阿爾法法德故事。
在Alphafold時代，成為結構性生物學家就像是黃金開采的早期。在這項技術之前，每個人都在做艱苦的工作，以找到單個金塊，清潔它們並一一看它們。然後，突然出現了一個金礦。我們簡直不敢相信我們的運氣。
30年來，我一直在研究DNA中編碼的蛋白質。在大多數人類細胞中，有20,000至100,000種不同的蛋白質。在某些情況下，蛋白質中的氨基酸串的形狀（也稱為“蛋白質折疊”）可能充滿不規則性，這些氨基酸與許多疾病有關。
最近，我一直在看一個人類蛋白質家族，即被稱為鉀通道四聚化結構域（KCTD）蛋白質，這些蛋白質尤為了解。這些蛋白質中的突變特別有趣的是由基因突變引起的 – 它們與它們相關的疾病範圍：從精神分裂症到自閉症，白血病，結直腸癌以及大腦和運動障礙。
隨著新蛋白質在細胞內不斷製造，需要去除舊蛋白質或有缺陷的蛋白質。人類中有25種KCTD蛋白質，其中四分之四尋找其他蛋白質，並將其標記為降解和破壞。該過程稱為泛素化，對於保持細胞健康並幫助預防疾病至關重要。
當KCTD蛋白無法正常工作時，後果可能會使我們的健康衰弱。但是，我們也對它們不了解很多。細胞內部約五分之一的KCTD蛋白是像我這樣的科學家的奧秘：我們不知道他們做什麼，因此如何防止它們突變和引起疾病。到目前為止，我們對它們的結構信息很少，這是KCTD研究的主要障礙。
Alphafold預測的結構表明，在進化過程中，儘管遺傳代碼非常不同，但它們的結構仍然非常相似。這是一個重大突破。以前，我們依靠遺傳學來評估蛋白質之間的相似性或差異。僅基於基因，我們認為這些蛋白質會大不相同。
使用Alphafold，我們能夠根據這些蛋白質的形狀而不是它們的遺傳序列來構建一棵新的進化家譜。進化樹通常是使用遺傳信息建造的，但它們不考慮結構相似性。結構與功能有關，因此使用這種方法令人興奮 – 它可以揭示各種KCTD蛋白具有相似功能以及這些功能如何隨著時間演變的各種奧秘。
我使用alphafold查看並比較了所有25種KCTD蛋白的結構，以了解相似性和差異，以確定這些蛋白質的哪些部分很重要。令我們高興的是，Alphafold的預測結構似乎非常準確。
例如，我們已經知道，在所有家庭成員中，KCTD蛋白（BTB域）的一個部分相似，因此我們認為這是最重要的部分。 Alphafold在這些蛋白質中揭示了更多其他的結構相似性，並開闢了一個全新的探索領域。
60年來，包括我在該領域工作的30年 – 我們已經嘗試並且未能找到序列和結構之間的聯繫。整個著名科學家幾代人都無法解決這個問題。然後，幾乎奇蹟般地出現了該解決方案。我們所有的數據，即KCTD家族所有成員的結構信息，都來自Alphafold。沒有它，這項研究根本無法完成。
我的感覺是Alphafold是一個夢。如果有人告訴我，兩年後我們將擁有超過2億個蛋白質結構，我不會相信它們。現在，未來幾十年的時間就是確切地找出這些蛋白質的作用。未來還有更多的興奮和發現。
