蛋白质-配体柔性对接综述

蛋白质与配体的相互作用在药物发现与筛选、功能食品开发等方面,都具有重要的科学意义。研究蛋白质-配体对接的目的在于通过已知配体和目标蛋白质的三维结构,运用计算手段来预测和评估蛋白质-配体复合物的三维构象,从而更好地理解蛋白质-配体之间的相互作用。随着已解析蛋白质单体结构的数量和计算能力的不断增加,蛋白质-配体对接也越来越现实并可靠。作者对蛋白质-配体柔性对接过程中所涉及的蛋白质的柔性、配体的准备、构象空间的采样方法、打分函数及其后期处理等方面进行了综述。

蛋白质-配体分子对接中构象搜索方法

分子对接是研究蛋白质-配体分子间相互作用与识别的有效方法。分子间的相互作用过程中形成的近天然构象是结合自由能极低的构象,快速且准确搜索能量极低的构象对于蛋白质-配体分子对接至关重要。本文回顾了蛋白质-配体分子对接中主要的构象搜索算法,包括快速穷举搜索、启发式搜索和其他搜索方法,并列举了采用不同搜索算法的代表性分子对接软件。其次,介绍了蛋白质-配体分子对接的国际评估实验、常用的测试标准库和评价的重要指标。最后,分析并指出了当前蛋白质-配体对接构象搜索方法所存在的主要问题,并对未来的工作进行了展望。

蛋白质-蛋白质分子对接方法研究进展

蛋白质分子间相互作用与识别是21世纪生命科学研究的前沿和热点.分子对接方法是研究这一课题有效的计算机模拟手段.通常,蛋白质-蛋白质分子对接包括四个阶段:搜索受体与配体分子间的结合模式,过滤对接结构以排除不合理的结合模式,优化结构,用精细的打分函数评价、排序对接模式并挑选近天然构象.结合国内外研究蛋白质-蛋白质分子对接方法进展和本研究小组的工作,对以上四个环节做了详细的综述.另外,还分析了目前存在的主要问题,并提出对未来工作的展望.

蛋白质-蛋白质分子对接方法中分子柔性处理与近天然结构筛选的研究

蛋白质-蛋白质分子对接方法是研究蛋白质分子间相互作用与识别的重要理论方法。该方法主要涉及复合物结合模式的构象搜索和近天然结构的筛选两个问题。在构象搜索中,分子柔性的处理是重点也是难点,围绕这一问题,近年来提出了许多新的方法。针对近天然结构的筛选问题,目前主要采用三种解决策略:结合位点信息的利用、相似结构的聚类和打分函数对结构的评价。本文围绕以上问题,就国内外研究进展和本研究小组的工作作详细的综述,并对进一步的研究方向进行了展望。

一种蛋白质与肽段全柔性计算对接方法

蛋白质-肽段对接时受体的骨架柔性问题一直以来都是计算生物学中的一个挑战。目前,绝大多数的对接都是一种半柔性对接(只考虑配体的柔性)。然而在真实的对接过程中,受体也会产生构象变化,包括侧链运动、骨架运动或其它突变。本文提出了一种包含受体骨架柔性的蛋白质-肽段柔性对接方法。在8个较难的Unbound蛋白质-肽段复合物和2个受体有明显柔性区域的对接案例上进行了测试。分析表明本文提出的这种柔性对接方法在受体有明显柔性区域的案例上都取得了很大的改进。

蛋白质-核酸对接方法研究进展

分子对接技术作为预测蛋白质-核酸复合物结构的有效方法,为研究在生物学过程中蛋白质-核酸的相互作用提供了重要的工具。本文首先分析了当前蛋白质-核酸对接研究中的主要困难,例如构象变化和核糖磷酸骨架的带电性问题。然后从构象搜索、打分函数、柔性策略三个方面比较和总结了蛋白质-核酸对接中主要的计算方法。最后回顾了蛋白质-核酸对接计算模型的应用,并对未来的工作进行了展望。

引入显式水分子对接提高蛋白质配体复合物结构的预测精度

在蛋白质复合物界面一般都会存在着一定量的水分子,这些水分子通过空间占据和氢键方式影响蛋白质与配体的位置关系。应用现有的计算机方法研究蛋白质-配体对接时,一般不会显式地考虑水分子的作用。本文显式地将水分子引入蛋白质-配体对接过程,考虑水分子空间占据和氢键能量对复合物对接结构的影响,提出了一种包含水分子的蛋白质-配体对接算法。实验结果表明引入水分子使蛋白质-配体对接质量有明显提高。

新药研发网格中药物分子的对接方法

建立药物分子优化的粗略和精细对接模型,通过最小化分子间的相互作用得到最优的药物分子取向和构型.粗略对接只考虑配体的柔性信息,将配体小分子的运动处理为平移、转动和柔性键旋转3部分,而受体为刚性;精细对接则是在粗略对接模型中引入残基基团的概念,将蛋白质受体划分成若干个残基基团,通过这些残基基团的运动近似表征整个蛋白质的柔性.一个自适应的遗传算法被用于求解上述优化模型,该算法采用多种群遗传策略、信息熵控制的空间减缩搜索技术以及拟精确罚函数方法,能够快速而稳定地逼近最优解.将基于上述模型的粗略对接程序AGAsDock和精细对接程序FlexGAsDock用于新药研发网格,测试结果表明:这些程序能够有效地用于药物分子设计,并具有较高的网格计算效率.

PAK4抑制剂作用模式的分子模拟研究

目的分析PAK4(p21-活化激酶4)与抑制剂的相互作用模式,指导PAK4抑制剂的开发。方法基于PAK4的晶体结构及抑制剂的结构,利用分子对接和分子力场分析方法,探讨PAK4与抑制剂的相互作用模式。结果与结论确定了PAK4与抑制剂的作用模式,可以指导抑制剂的设计,用于开发抗肿瘤药物。