IL-18与IL-18R分子对接计算发展模拟蛋白质互作研究方法

研究蛋白质互作的化学生物学方法主要有荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET)、酵母双杂交(Yeast two-hybrid technology, YTH)、免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation, Co-IP)等。在此基础上,为了发展一种新的研究生物大分子互作,特别是膜蛋白相互作用的定量计算方法,依据前期研究发现,应用ELISA方法与QAH-NEU-1定量芯片技术检测NLRP2:ShRNAs慢病毒(Lentivirus)感染人脑微血管内皮细胞(Human brain microvascular endothelial cells, HBMEC), 敲除(Knocking down)NLRP2基因后的IL-18的分泌量与对照组比较, 显著提高(IL-18: 998 pg/mL),表明它在炎症免疫中起关键调控作用。本文采用高性能的Discovery Studio 2021(DS2018R2)大分子计算模拟软件,在RCSB PDB数据库中调用蛋白质文件建立其立体结构,应用ZDOCK程序算法探究IL-18亚基(AB亚基或B亚基)与IL-18R互作的空间结构与构象变化,计算找到了相互作用界面的氨基酸的一级序列与二级结构,以及它们之间的相互作用力,并用拉氏图评估对接构象,研究发现B亚基在IL-18与IL-18R的结合中起主要作用。该计算方法与实验方法比较,可快速找到蛋白-蛋白相互作用的构象空间,优化膜蛋白互作的精度;能从原子与量子水平探究细胞因子与膜蛋白受体的互作;更深入解析分子机理,数据精确定量。研究结果表明本文应用ZDOCK算法建立了通过计算模拟膜蛋白生物大分子互作的新领域,为细胞因子与化学因子的多肽类药物开发提供新的思路; 为细菌病毒感染/肿瘤疾病的防治提供科学理论依据; 在分子识别,神经元网络深度学习,生物信息处理领域具有广泛的应用。     

式根岛海绵活性物质及功能宏基因组学的应用

式根岛海绵及其高度复杂的共生体系是生物活性物质的丰富重要来源, 产生以calyculins为主要成分的毒性物质. 活性物质含量低, 使得直接从海绵分离大量活性物质不可取. 海绵共生菌是活性物质的主要生产者, 但是大部分的共生菌是不可培养的, 使得单纯的分离培养不能发挥很好的作用. 功能宏基因组学避开了培养的瓶颈, 可以获取独特的活性物质及其功能基因. 对式根岛海绵2013年2月以前分离出的活性物质作一综述, 并对非培养依赖型的功能宏基因组学, 在蕴含大量不可培养微生物的式根岛海绵中的应用进行综述. 探讨功能宏基因组在研究开发式根岛海绵及其他海绵的活性物质及有趣功能基因中的应用潜能, 为研究国内海绵的丰富活性物质和有趣的基因提供一种思路和方法.     

DOPA醌在Cu（100）表面吸附的密度泛函理论研究

采用广义梯度密度泛函理论(GGA)的BLYP方法结合周期性平板模型,以原子簇Cu41为模拟表面,对DOPA醌分子在Cu(100)表面不同位置的吸附模型进行了构型优化、能量计算以及Mulliken布居分析,结果表明通过相邻的羰基垂直吸附在表面的桥位是其最佳吸附方式,吸附能为247.2310kJ/mol;其次为顶位、顶位R45和穴位,吸附能分别为227.7162kJ/mol、220.7305kJ/mol和217.8456kJ/mol。Mulliken布居分析结果表明整个吸附体系发生了由Cu原子向DOPA醌分子的电荷转移。