分子对接在基于结构药物设计中的应用

分子对接是研究分子间（如配体如受体）相互作用,并预测其结合模式和亲合力的一种理论模拟方法。近年来,分子对接方法已成为计算机辅助药物研究领域的一项重要技术,在数据库搜寻,组合库设计及蛋白作用研究方面得到了广泛发展。     

炎症反应中选择素粘附分子与配体间相互作用的研究

在炎症反应中,白细胞在内皮细胞上滚动由选择素分子与其配体分子相互作用所导致,选择素分子有3种,P选择素分子（P—selectin）、E选择素分子（E—selectin）、L选择素分子（L—selectin）,选择素分子与其对应的P-选择素糖蛋白配体-1（PSGL-1）的相互作用起着重要的作用。用等离子共振、流动腔、原子力显微镜等技术能定量分析选择素分子与其配体分子相互作用的动力学反应。     

单分子层次上相互作用自动检测

任何生命过程都与分子间相互作用有关。这些相互作用决定了生物分子间的＂交流＂方式,组成了生物过程的基本语言。Müller教授研究组发展了一种全自动＂机器人＂（一种全自动原子力显微镜）,可以通过检测细胞上的＂分子机器＂分析分子间相互作用。为了实现这样的目标,该仪器需要将不同的空间尺度联系起来：宏观尺度的悬臂利用其微观尺度的针尖与纳米尺度的蛋白质相接触,进而在亚纳米的尺度上定位与检测分子间相互作用。这项技术能够帮助人们以亚纳米尺度的分辨率定位细胞内分子机器的相互作用位置,并且观察分子间相互作用如何驱动这些分子机器行使功能。在药物筛选研究领域,该技术可以被用来检测配体以及抑制剂与蛋白质结合的位点和强度,还可以检测受体的不同功能状态。     

等温滴定量热法在蛋白质-配体相互作用中的应用

等温滴定量热法(ITC)近年来迅速发展并广泛应用于分子生物学及其相关领域的研究分子相互作用的生物物理技术,它是在恒定温度下唯一能够直接测量复合物形成过程中的热量变化的方法。它可以简单地通过测量两个溶液相互作用时吸收或放出的热量来提供分子相互作用的重要信息,如结合常数、结合位点数、自由能、焓和熵。综述了ITC的工作原理、技术特点,以及在蛋白质-配体相互作用方面的最新应用和未来的发展方向,表明ITC数据结果的有效性及其在该领域的应用价值。     

蛋白质- 配体相互作用信息数据库研究进展

研究蛋白质和配体相互作用的结构和亲和力,不仅有助于了解蛋白质的功能,而且对药物研发以及药物作用机制的研究,也具有十 分重要的意义。目前,人们通过人工检索和半自动检索的方式,从文献和蛋白质数据库（Protein Data Bank,PDB）中获得了许多蛋白质- 配体亲和力信息和生物相关配体信息,并构建了许多蛋白质-配体相互作用的信息数据库。对3 个蛋白质-配体亲和力数据库和6 个蛋白质 晶体结构-配体生物相关性数据库进行介绍,并对其主要应用进行简述,希望能为实现高效准确地筛选和设计药物提供一定的帮助。     

双分子荧光互补技术在动物病毒中的研究进展

病毒侵染宿主的过程存在着一系列相互作用,了解病毒与宿主之间的蛋白质相互作用对于深入研究病毒具有重要意义。在众多研究蛋白质相互作用的方法中,双分子荧光互补技术（bimolecular fluorescence complementation,BiFC）因其能在活细胞中可视化相互作用而被广泛应用。介绍了双分子荧光技术的原理、发展和优势,总结了双分子荧光技术在动物病毒以及抗病毒药物研究中的应用,并进一步阐述了新型双分子荧光系统的原理,以期为研究动物病毒致病机制和抗病毒药物研发提供新的思路。     

基于蛋白质受体的药物分子计算机辅助设计策略

药物分子计算机辅助设计是一种在计算机或者理论上通过构建具有一定潜在药理活性的新化学实体的分子模拟方法。近十几年来,高通量组学技术的快速发展为生物和化学药物分子设计提供了良好的数据支撑和研究契机。另外,现代社会对生物制药合理性以及作用机理理解的要求越来越高,行业普遍要求药物需要有高效、无毒或者低毒以及靶向性强等特点。随着越来越多与药物靶点相关的蛋白质结构通过实验方法解析出来,基于蛋白质受体的药物分子设计方法可行性进一步提高,其方法也变得越来越重要。基于蛋白质受体的药物分子设计方法,一般是以蛋白质以及配体的三维结构出发进行分析,这让药物分子先导物的发现更加理性化。随着相关实验数据的积累以及深度学习等算法的发展,从而可以进行更加科学的药物分子设计,这在一定程度上加快了新药研发的进程,并更有利于探索相应的分子机理。本文对基于蛋白质受体的药物分子设计方法的常用策略进行系统的回顾、总结和展望。     

原子力显微镜单分子力谱研究生物分子间相互作用

原子力显微镜单分子力谱是近年来发展起来的能在单分子水平研究生物分子相互作用的新工具。本文综述了单分子力谱的测定原理、方法及其在研究蛋白．蛋白、蛋白-DNA相互作用,蛋白质去折叠和活细胞上配体／受体结合中的应用进展。     

用原子力显微技术研究受体-配体间的相互作用

原子力显微镜(AFM)不仅能对纳米生物结构进行实时动态的形态和结构观察,而且还能以10^-12N(pN)的精度对溶液中生物分子表面的相互作用力进行直接测量,逐渐成为一种研究受体-配体间相互作用的良好工具。本简要综述用AFM研究受体-配体间作用力、受体-配体间相互作用的影响因素及对这些因素的处理方法。     

《受体—配体相互作用》

《受体—配体相互作用》(Receptor-ligand interaction)由E.C.Hulme编著,1992年IRL出版社出版,458页。该书是《实用方法丛书》(The practical approach series)中的一种,它包含着生物化学、效应子机制以及配体和信号转导受体相互作用领域里的内容。它集中在受体结合相互作用测量,包括平衡和从动力前景出发这两个方面。该书展现了配体结合检测的详细程序,即从膜     

人红细胞生成素受体胞外区克隆及序列测定

人红细胞生成素受体 (h EPOR)是人红细胞生成素的作用配体 ,其胞外区是 h EPO的作用域 ,它的克隆、表达对两种分子的相互作用机制以及 EPO类似物 (新型造血药物 )的筛选都有十分重要的意义。以人胎肝为材料 ,通过对其总 RNA的提取 ,利用 RT- PCR方法扩增 h EPOR的胞外区基因和跨膜区基因及推导相应的氨基酸残基排列 ,结果与国外文献报道相比较从而检验其正确性。     

药物靶标配体高通量筛选的亲和质谱技术研究

疾病相关的药物靶标蛋白与小分子化合物的亲和作用研究是当今新药研发的热点领域,基于靶蛋白与配体亲和作用的筛选技术已成为与基于靶蛋白活性高通量筛选技术高度互补的药物先导化合物发现关键技术。本文综述了亲和质谱技术用于筛选和检测指定靶蛋白的小分子配体的基本原理和主要优势,详细介绍了该技术应用于大规模化合物库筛选、分子片段库筛选、天然产物粗提物筛选和蛋白质与胞内代谢物相互作用研究领域的主要进展。     

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。     

用原子力显微镜研究炎症反应中粘附分子间相互作用

在炎症反应中,白细胞在血液流动动力和粘附分子的作用下在血管内皮上的滚动,是白细胞从流动的血液中浸润、迁移到炎症部位整个过程的第一步。白细胞在内皮细胞上滚动由选择素分子与其配体分子相互作用所导致,其中P选择素分子（P-selectin）与其对应的P-选择素糖蛋白配体-1（PSGL-1）的相互作用起着重要的作用。原子力显微镜技术能定量分析P-seleetin／PSGL-1相互作用的动力学反应。     

噬菌体展示肽文库及其应用

肽库是研究与特定靶分子高亲和结合配体的有力工具,肽文库可被分为合成文库和噬菌体肽文库两类,作者综述了噬菌体肽文库及其蛋白质结构域分析定位,疫苗研制及抗原表位分析和药物设计等方面的应用。     

真核细胞的辅转录激活因子

真核细胞的辅转录激活因子关键词辅转录激活因子真核细胞的增殖与分化主要由细胞外分子激发,这些分子或是自由存在,或是以其它细胞的表面蛋白形式存在,它们都与被激活的细胞的表面受体相互作用。配体─受体相互作用启动了细胞内信号级联,引起精选的基因快速地转录诱导...     

Bromodomains识别并结合配体的机理研究

关于酵母重组蛋白内的Bromodomain识别乙酰化赖氨酸的研究近年来受到广泛的关注,但是其识别配体并与之相紧密结合的机理有待进一步的研究。本文采用2015年开发的结合位点拓扑学方法(FCTM)和分子动力学模拟的方式对Bromodomains识别并结合配体的机理进行了充分研究,其中分子动力学模拟时间达24 ns。通过FCTM方法发现结合位点的几何结构具有高度的凹性,且其alphaspace达到了131。分子动力学模拟的结果显示:在模拟的过程中结合位点表面的脯氨酸(Pro66)始终对配体保持着强的分子间相互作用,同时pocket内的水分子分布对配体的氢键网络也一直存在影响。以上结果表明Bromodomains识别并结合配体有两个重要因素:蛋白结构域自身的几何结构和配体受到来自于结合位点表面的氨基酸分子相互作用和pocket内水分子的氢键网络作用。     

原子力显微镜研究粘附分子与细胞膜上整合素分子的相互作用

目的：研究肝癌细胞弹性变化对其表达的整合素分子与配体分子相互作用的影响。方法：以壳聚糖/ 聚丙烯酰胺水凝胶作为 可变基底材料,并将人肝肿瘤细胞（HepG2）接种到不同软硬度壳聚糖/ 聚丙烯酰胺水凝胶基底上,利用原子力显微镜力与距离模 式定量测定不同软硬基底上生长的HepG2 肝瘤细胞膜表面整合素分子与层粘连蛋白分子之间相互作用力。结果：功能化的原子 力显微镜探针与不同软硬基底上生长的细胞所产生的粘附情况不相同,细胞生长在培养皿的为对照组;细胞生长在硬度为1000 Pa 壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶基底上的为实验组,表达在HepG2 肝瘤细胞膜上的alpha-6-beta-1 整合素与其配体层粘连蛋白相互作用力 的大小分别为19± 7 pN和38.85± 19.7 pN。结论：基底软硬度会影响细胞整合素与配体分子间的相互作用。     

G-四链体与配体相互作用的研究方法进展

核酸的G-四链体结构在原核生物和真核生物的基因组中广泛存在,并参与基因复制和重组、端粒延伸、基因表达调控等多种重要的生物学过程.G-四链体与配体如Telomestatin、TMPy P4、BRACO-19、RHPS4等的相互作用研究有助于阐明其生物学功能.G-四链体与配体分子间的相互作用研究应用多种分析方法,如硫酸二甲酯印迹、凝胶迁移、聚合酶终止实验等生物化学法,而现代分析技术包含圆二色谱、荧光光谱、荧光共振能量转移、核磁共振、X-射线晶体衍射等光谱法,以及表面等离子体共振、电喷雾质谱和毛细管电泳法等.本文综述了可与G-四链体结合的配体以及G-四链体与配体相互作用的研究方法,并对各种方法进行了比较.     

HIV-1跨膜蛋白gp41与N-取代吡咯衍生物的结合模式研究

采用分子对接,分子动力学(MD)模拟和分子力学/泊松-波尔兹曼溶剂可有面积方法与分子力学/广义伯恩溶剂可及面积方法(MM-PBSA/MM-GBSA),预测两种N-取代吡咯衍生物与HIV-1 跨膜蛋白gp41疏水口袋的结合模式与作用机理．分子对接采用多种受体构象,并从结果中选取几种可能的结合模式进行MD 模拟,然后通过MM-PBSA计算结合能的方法识别最优的结合模式. MM-PBSA计算结果表明,范德华相互作用是结合的主要驱动力,而极性相互作用决定了配体在结合过程中的取向．进一步的结合能分解显示,配体的羧基与gp41残基Arg579的静电相互作用对结合有重要贡献．上述工作为进一步优化N-取代吡咯衍生物类的HIV-1融合抑制剂建立了良好的理论基础．