药物设计-利用计算工作流设计microRNA对调控基因的表达

时间:2014-08-08

 

分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation):是从经典力学出发,把系统看成为微观粒子的集合,通过研究微观状态下的粒子在不同系综的运动方程,计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量,从而得到体系的宏观特征和基本运动规律。分子动力学模拟可以动态的描述生物大分子和小分子在不同的环境及状态下的构象变化。基于分子动力学模拟技术,科研人员可以准确的预测和优化生物大分子和小分子的三维结构,研究受体-配体相互作用机理,pH值、温度和氨基酸点突变对蛋白结构的影响等等,从而为已有实验现象提供机理的解释,或者为后期的实验设计提供指导。在Discovery Studio这一分子模拟的综合平台中,具有基于CHARMm的分子动力学模拟引擎以及完整便捷的模拟轨迹分析程序,可以研究蛋白质、核酸、多糖、多肽、药物小分子以及相应的复合物。

 

利用计算工作流设计microRNA对调控基因的表达

refNucleic Acids Research, 2014, Vol.42 ,No 12, 7539-7552  IF=8.278

链接:http://nar.oxfordjournals.org/content/42/12/7539.full?sid=97c14d4e-c0af-4972-90d7-ba39b60a790d

本文作者采用De Novo设计的方法,利用已有PDB结构中的miRNAs的单链结构,设计出了双链miRNAs的分子对结构,之后利用DS中的Build and Edit Nucleic Acid构建了mRNA的机构,最后组装成RNA三聚体的三维结构。之后通过DS中的CHARMm进行了分子动力学模拟,分析了RNA三聚体的稳定性和热力学相关的性质。

 

 

图一:RNA三聚体设计过程

图二:RNA三聚体动力学性质分析

 

为什么选择Discovery Studio
1. Discovery Studio中分子动力学模拟采用的是经典而强大的CHARMm计算引擎及CHARMm系列力场;
2. Discovery Studio中分子动力学模拟结果可以进行完整便捷的模拟轨迹分析;
3. Discovery Studio中分子动力学模拟可研究对象丰富不单一,如蛋白质、核酸、多糖、多肽、药物小分子以及相应的复合物的模拟;
4. Discovery Studio可以非常方便的分析蛋白分子中残基的溶剂暴露程度;
5. Discovery Studio具有快捷、准确、高效的突变体结构构建程序,并可以通过经典的打分程序帮助使用者选择最合理的突变体构象。
6. Discovery Studio应用广泛,操作简便,图形化界面十分友好,结果易于分析。