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为探究 SHE1 结构及抑制动力蛋白（dynein）机制，研究人员利用温度复制交换分子动力学（T-REMD）模拟等，解析 SHE1 结构，分析其与 dynein 结合构象。发现两主要结合位点及抑制机制，为开发 dynein 抑制剂提供依据。
在细胞的微观世界里，动力蛋白（dynein）如同忙碌的 “运输工人”，沿着微管（microtubule）轨道负责货物的运输，其功能异常与神经退行性疾病、神经发育疾病等密切相关。然而，病毒颗粒也会 “搭便车” 利用动力蛋白，这让科学家们迫切想要找到调控动力蛋白的钥匙。SHE1 作为一种酵母特异性微管相关蛋白（MAP），能促进动力蛋白介导的纺锤体极化运动，同时也是已知唯一能独立于动力蛋白激活蛋白（dynactin）抑制动力蛋白运动的蛋白。但长期以来，SHE1 的结构及其抑制动力蛋白的分子机制一直是未解之谜，这极大限制了人们对动力蛋白调控网络的理解，也阻碍了相关疾病治疗药物的开发。
为了攻克这一难题，研究人员开展了深入研究。他们利用温度复制交换分子动力学（T-REMD）模拟等技术，首次解析了 SHE1 的三维结构，并探究了其与动力蛋白及微管结合的复合物构象，相关研究发表在《Computational and Structural Biotechnology Journal》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先通过同源建模构建 SHE1 初始结构，再利用 GROMACS 软件进行 T-REMD 模拟，在 72 个不同温度副本下进行构象采样；接着运用 RosettaDock 进行蛋白质 - 蛋白质对接，预测 SHE1 与动力蛋白的结合模式；最后借助 K - 均值聚类算法对对接结果进行分析，识别主要结合构象簇。
3.1 T-REMD 模拟与 SHE1 结构解析
通过 T-REMD 模拟，研究人员在 300.0–350.0 K 温度范围内对 72 个 SHE1 副本进行构象探索。模拟结果显示，大部分副本在各温度区间停留时间相似，表明采样效率良好。经能量最小化和聚类分析，获得 SHE1 的稳定构象，其结构包含 8 个 α 螺旋、5 个 310- 螺旋、4 个 β 链和 19 个氢键转弯，Ramachandran 图显示 75.0% 的 backbone 二面角位于核心区域，验证了结构的可靠性。
3.2 动力蛋白 - SHE1 结合构象聚类
利用 K - 均值聚类对 RosettaDock 生成的结合构象进行分析，根据界面能量（I_sc）和疏水溶剂可及表面积（dSASA_hydrophobic）将构象分为 3 个簇。其中，簇 1 中的复合物 1 界面能量最低（-26.386 REU），显示 SHE1 与动力蛋白的马达结构域、支柱（strut）和茎（stalk）结构域结合；簇 2 和簇 3 的构象则分布在马达结构域的不同区域。
4.1 结合模式与抑制机制
Group 1：马达结构域结合：在复合物 1–3 中，SHE1 结合于动力蛋白的 AAA1、AAA2、AAA5、AAA6 模块及支柱结构域。通过盐桥和氢键与动力蛋白的 Asp3388、Asp3361 等残基相互作用，抑制马达环的 “开 - 闭” 构象变化，干扰 ATP 水解所需的长程变构通讯，直接影响动力蛋白的机械化学循环。例如，SHE1 与 AAA4α–AAA5α/β 界面的结合可限制连接子（linker）的摆动，阻碍 ATP 在 AAA1 位点的水解。
Group 2：微管结合结构域（MTBD）与微管结合：在复合物 4–7 中，SHE1 结合于 MTBD、β- 微管蛋白的 E - 钩（E-hook，β- 微管蛋白 C 末端尾）及 α- 微管蛋白核心区域。通过与 MTBD 的 Lys3221、α- 微管蛋白的 Glu161 等残基形成盐桥，抑制 MTBD 与微管的高亲和力结合，从而阻止动力蛋白的移动，这与近期体外实验数据一致。
4.2 静电相互作用与结合特异性
静电势分析表明，SHE1 的正电荷表面与动力蛋白马达结构域的负电荷区域及微管的 E - 钩负电荷尾部相互吸引，驱动结合过程。这种电荷互补性确保了 SHE1 与动力蛋白及微管相互作用的特异性，为抑制机制提供了结构基础。
结论与意义
本研究首次通过计算模拟解析了 SHE1 的结构，揭示了其抑制动力蛋白的双重机制：一是通过结合马达结构域干扰 ATP 水解和构象变化，二是通过结合 MTBD 和微管抑制其与微管的相互作用。这些发现不仅填补了 SHE1 结构生物学的空白，也为理解动力蛋白调控网络提供了新视角。鉴于动力蛋白在疾病中的关键作用，SHE1 的结构及其作用模式为设计靶向动力蛋白的小分子抑制剂或肽类药物提供了重要模板，有望推动神经退行性疾病等相关领域的治疗研究。此外，研究中采用的 T-REMD 模拟和蛋白质对接等方法，也为复杂蛋白 - 蛋白相互作用的研究提供了可借鉴的技术路径。
