模型多肽Trp-Cage折叠形成机制的研究进展

蛋白质折叠是目前结构生物学领域的核心问题之一, 理解蛋白质结构折叠机制及其与生物功能之间的相互关系一直是生命科学家非常重要的研究内容, 并且该研究受到越来越多不同学科领域研究工作者的高度重视. 蛋白质大多数在数十毫秒、微秒或几秒内完成自我折叠过程, 但其折叠过程中所发生的分子结构精细转变却在纳秒甚至更短时间尺度内完成. 由于其折叠时间分辨率的限制, 目前无论是从常规实验还是理论计算角度对其研究都存在一定的难度. 本文首先概述了蛋白质折叠研究在实验和理论模拟方面存在的一些问题,然后以结构典型且可快速折叠的人工设计多肽Trp-cage为例,主要对其折叠过渡温度、折叠形成模型及其肽链上关键氨基酸残基在折叠过程中的作用三个方面进行了详细讨论, 综述了模型多肽Trp-cage的折叠动力学行为分别在实验和理论模拟方面的研究进展. 最后就如何有效化解蛋白质残基间相互作用网络进而降低其折叠机制的复杂性提出了一些新的建议, 不仅有助于阐明该迷你蛋白Trp-cage快速折叠、稳定形成的驱动力成因, 而且也能为蛋白质折叠机制研究和多肽设计提供有益参考.     

人3型腺病毒六邻体蛋白同源建模及其进化轨迹分析

用同源建模方法构建了人3型腺病毒六邻体完整的空间结构, 对此结构模型的合理性进行检验, 并通过基于多重序列比对的进化轨迹分析发现, 不同型别的人腺病毒六邻体型特异性序列主要存在于六邻体的塔区上, 结合二级结构分析, 预测位于六邻体塔区表面的几个环区是型特异性中和表位的所在区域.     

Rapid Structure-Based Screening Informs Potential Agents for Coronavirus Disease(COVID-19) Outbreak

Coronavirus Disease 2019(COVID-19),caused by the novel coronavirus,has spread rapidly across China.Consequently,there is an urgent need to sort and develop novel agents for the prevention and treatment of viral infections.A rapid structure-based virtual screening is used for the evaluation of current commercial drugs,with structures of human angiotensin converting enzyme Ⅱ(ACE2),and viral main protease,spike,envelope,membrane and nucleocapsid proteins.Our results reveal that the reported drugs A...     

基于非线性主成分神经网络水泥强度预测研究

研究非线性主成分分析法与神经网络算法的融合模型,并将非线性主成分神经网络融合模型应用于水泥强度的预测研究,得到的结果表明预测误差很小,可见研究结果可用于指导水泥生产实践.     

神经氨酸酶与三羟基甲氧基黄酮衍生物相互作用的分子模拟

以5,7,4'-三羟基-8-甲氧基黄酮(MF)为先导物, 以现有的神经氨酸酶(NA)抑制剂类药物的结构特征为参考, 设计了一系列的三羟基甲氧基黄酮衍生物, 并运用分子对接与分子动力学相结合的方法进行了筛选及作用机制分析. 分子对接结果表明, 功能团(羧基及胍基/氮-乙酰氨基)的引入并未影响衍生物在酶活性腔中的结合位置, 衍生物的结构与相互作用能之间存在一定的联系. 将羧基和胍基作为替代基团引入到MF的C7及C5位上所得的新化合物(9)在所合成的衍生物中具有最好的结合能力(-1172.52 kJ/mol), 远远优于现有先导药物4-(氮-乙酰氨基)-5-胍基-3-(3-戊氧基)安息香酸(BA)和MF与NA的结合能力(-672.12和-347.44 kJ/mol). 进一步的作用机制分析发现, 在神经氨酸酶活性腔中, 化合物9的羧基和胍基的空间取向与现有药物中这两个基团的空间取向一致, 且化合物9与先导药物MF一样, 能与活性腔内保守残基Asp151和Glu227发生较强的相互作用. 因此可认为化合物9是一种具有应用潜质的新型神经氨酸酶抑制剂. 本研究结果为实验研究和设计抗流感药物提供了可行性思路.     

力场/溶剂水模型对EGFRvⅢ抗原-MR1(scFv)抗体复合物的MM-PBSA计算精度的影响与实验验证

以表皮生长因子Ⅲ型突变体(EGFRvⅢ)抗原多肽与其抗体(MR1)及其人源化突变体的复合物结构为出发点,采用分子动力学中的6种常用力场及3种常用溶剂水模型,分别对上述抗原-抗体复合物进行100ns的分子动力学模拟与分子力学和连续介质模型计算自由能(MM-PBSA),并在实验上利用等温滴定量热(ITC)仪测定了抗原和抗体相互作用的热力学参数.通过在结构变化、能量变化及野生型与突变体比较等几个方面进行综合分析,给出了最佳的计算模型.对不同力场及水模型计算精度等相关问题进行了探讨.     

进化树指导的腺病毒六邻体家族蛋白的快速建模

为实现对人腺病毒六邻体家族蛋白进行快速准确的结构建模, 本研究发展了一种新的基于进化树的预测蛋白质家族中一系列分子三维空间结构的快速建模方法. 首先利用邻接法对7株D亚属人腺病毒的六邻体序列构建了基于距离的进化树, 并根据进化树所提供的信息, 确定最佳六邻体家族蛋白渐进式建模路径, 然后利用Modeler与Charmm程序实现六邻体家族蛋白的快速建模. 新的建模方法与传统方法相比, 所需要的计算量大大减少, 结果经过结构评估以及与传统方法建模所得到的结构进行比较,证实基于进化树的快速模建结果是可靠的. 人腺病毒六邻体家族蛋白的快速建模, 对于实现快速高通量的表位预测及开发多价人腺病毒疫苗与腺病毒分型诊断试剂都具有非常重大的意义.