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。