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。     

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.     

借助计算机模建与缺失突变技术确定抗人TNF-α单抗Z12识别的抗原表位

钓取抗人肿瘤坏死因子-α(hTNF-α)抗体Z12重、轻链可变区(VH, VL)基因, 根据其氨基酸序列, 运用同源模建方法分别模拟VH和VL结构域的空间构象, 并搭建Fv片段的整体三维结构, 利用分子对接方法建立Fv/hTNF-α作用的复合物模型, 据此模型推测Z12抗体识别的表位为hTNF-α141~146位. 将hTNF-α分为N端1~91和C端92~157两段进行原核表达, 检测结果表明Z12抗体识别的抗原表位位于hTNF-α C端92~157区, 初步证实预测结果可靠. 进一步的实验研究表明, 当把hTNF-α141~146位氨基酸缺失后, Z12抗体识别该缺失体的能力几乎丧失, 提示此抗体特异性识别抗原分子141~146位氨基酸残基.     

基于分子动力学模拟与分子对接技术的CD47抗原表位预测

本文采用分子模拟技术预测CD47抗体的抗原结合表位及氨基酸残基理化性质,为下一步的抗体结构优化提供参考。使用Discovery Studio对CD47抗体C47B222、C47B161、B6H12.2进行同源建模,并对其结构合理性进行评估与分析。使用GROMACS进行分子动力学模拟,深入分析抗体结构的稳定性以及抗体互补性决定区(complementarity determining region, CDR)中柔性较高的氨基酸区域。最后利用ZDock方法将抗体与抗原分子进行刚性对接,分析抗原结合表位。结果显示,成功构建了CD47抗体C47B222、C47B161、B6H12.2的三维结构,并较为准确地预测了其与抗原的结合表位。该研究通过分子模拟技术,成功分析了CD47抗体C47B222、C47B161、B6H12.2的理化性质与抗原结合表位,为进一步改造和优化抗体结构奠定了理论基础。     

预测蛋白质—蛋白质复合物结构的软对接算法

提出了一种有效的软对接算法 ,用于在已知受体和配体三维结构的条件下预测蛋白质 蛋白质复合物的结构。该算法的分子模型基于Janin提出的简化蛋白质模型 ,并在此基础上有所改进。对蛋白质分子表面的柔性氨基酸残基Arg、Lys、Asp、Glu和Met进行了特殊处理 ,通过软化分子表面的方式考虑了它们的侧链柔性。采用双重过滤技术来排除不合理的对接结构 ,此过滤技术是以复合物界面几何互补性和残基成对偏好性为标准提出的。对所得到的构象进行能量优化 ,之后用打分函数对这些结构进行排序 ,挑选出与复合物天然结构接近的构象。该打分函数包括静电、疏水和范德华相互作用能。用此算法对 2 6个复合物进行了结构预测 ,均找到了近天然结构 ,其中有 2 0个复合物的近天然结构排在了前 10位。改进的分子模型可以在一定程度上描述蛋白质表面残基侧链的柔性 ;双重过滤技术使更多的近天然结构保留下来 ,从而提高了算法成功预测的可能性 ;打分函数可以较合理地评价对接结构。总之 ,此种软对接算法能够对蛋白质分子识别的研究提供有益的帮助。     

一种基于SVR的分辨近天然G蛋白耦联受体—配体构象的方法

蛋白质小分子对接的难点之一是从生成的大量候选结构中挑选出近天然构象。本文使用了一种基于SVR的方法来挑选RosettaLigand生成的GPCR—配体decoy构象中的近天然构象。首先,对已有数据训练得到一个SVR模型,预测decoy构象的LRMSD,然后依此挑选近天然构象。最终,比较了本文方法和RosettaLigand方法挑选出的近天然构象decoy的质量,结果优于RosettaLigand方法,结果表明了本文方法能够有效地挑选出近天然构象。     

构象性B细胞表位预测的免疫信息学方法及其网络资源

抗原表位预测是免疫信息学研究的重要方向之一,可以给实验提供重要的线索。B细胞表位或抗原决定簇是抗原中可被B细胞受体或抗体特异性识别并结合的部位。实际上,近90%的B细胞表位是构象性的。即使抗原蛋白质三级结构已知,B细胞表位预测仍然是一大挑战。该文结合实例阐述当今主要的构象性B细胞表位预测方法和算法:机器学习预测、非机器学习的计算预测、基于噬菌体展示数据的识别方法,以及一些也可用于构象性B细胞表位预测的通用蛋白质-蛋白质界面预测方法;介绍最新相关预测软件和Web服务资源,说明未来的研究趋势。     

基于分子对接的洋葱假单胞菌脂肪酶催化制备R-N-（2-甲基-6-乙基苯基）丙氨酸的分子机制

采用分子对接方法,研究了洋葱假单胞菌脂肪酶（BCL）不对称酯水解制备光学纯的N-（2-甲基-6-乙基苯基）丙氨酸（NEMPA）的分子机制。通过将立体电子效应的构象约束条件引入计算机分子对接中,在Autodock 4.2软件中筛选到不同烷基链长的（R,S）-NEMPA与BCL活性口袋合适的反应型构象,对实验数据进行了合理解释;基于能量最优、空间互补原则,预测了Val266和Leu287为调控BCL对映体选择性的关键氨基酸位点,为定点突变提高BCL的对映体选择性提供了理论指导。     

蛋白质-蛋白质对接中打分函数的研究

通过分析蛋白质－蛋白质间的静电、疏水作用和熵效应与相对于晶体结构的蛋白质主链原子的均方根偏差（RMSD）的相关性,定量地考查了它们在蛋白质－蛋白质对接中作为打分函数评价近天然构象的能力。对7个蛋白质复合物体系的分析表明,就水化能而言,原子接触势模型（ACE）优于原子水化参数模型（ASP）,且修正的ACE模型具有更好的评价近天然构象的能力;水化能与静电能结合对评价能力有进一步的提高。最后,我们将静电和修正的ACE水化能结合作为打分函数用于36个蛋白质复合物体系的对接研究,进一步证实了这两种能量项的组合能有效地将近天然结构从分子对接模式中区分出来。     

猪肌生成抑制素基因去信号肽蛋白二级构预测和B细胞表位分析

目的预测猪肌生成抑制素去信号肽蛋白的二级结构和B细胞优势抗原表位,为生产该蛋白的单克隆抗体、建立噬菌体抗体库、研制针对该基因的表位多肽疫苗、表位核酸疫苗等奠定基础。方法根据猪肌生成抑制素去信号肽蛋白氨基酸序列,应用7种参数和方法分析预测二级结构和抗原表位,包括Garnier-Robson、Chou-Fasman、Karplus-Schulz、Kyte-Doolittle、Emini、Jameson-Wolf及吴氏综合预测方法。结果MSTN去信号肽蛋白存在多个潜在的抗原表位位点,其中B细胞抗原优势表位可能在1-11、41-55、57-64、62-90、99-104、138-144、193-200、202-212、235-243区段或其附近,此结果将为进一步鉴定和合成多肽疫苗和表位核酸疫苗制备抗猪MSTN蛋白抗体提供依据,并为研究MSTN结构和功能奠定基础。     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.