计算生物学-BABA诱导拟南芥免疫防护的作用机制的研究

时间:2014-12-08

同源建模(Homology Modeling)方法在众多蛋白结构预测方法当中使用最为广泛且准确性较高。只要给出目标序列与模板蛋白,利用工业标准的快速同源建模方法,便可自动并快速产生优化的蛋白同源模型, 从而极大的方便广大生物大分子研究者及药物研发人员快速了解蛋白结构。Discovery Studio中的MODELER模块是经典的同源建模工具,可以自动完成球蛋白、跨膜蛋白和抗体分子的模建,此外还可以模拟蛋白突变。
分子对接(molecular docking):基于结构的药物设计技术在药物研发中起着非常重要的作用。基于结构的药物设计主要采用的是分子对接技术。分子对接就是把配体分子放在受体活性位点的位置,然后按照几何互补、能量互补以及化学环境互补的原则来实时评价配体与受体相互作用的好坏,并找到两个分子之间最佳的结合模式。分子对接是从整体上考虑配体与受体结合的效果,能够较好避免其他方法中容易出现的局部作用较好而整体结合欠佳的情况。
 
BABA诱导拟南芥免疫防护的作用机制的研究
ref: nature chemical biology | vol 10 | JUNE 2014 | IF=13.217
链接:http://www.nature.com/nchembio/journal/v10/n6/full/nchembio.1520.html
 
      分子模拟部分:为了了解(R)-BABA结合IBI1的分子机制,作者利用毕赤酵母和火球菌属晶体结构的AspRS结构,通过DS Modeler构建了拟南芥IBI1的AspRS三维结构。前期的研究表明AspRS的L-Asp、ATP、tRNA相应的催化位点是非常保守的。作者通过DS CDOCKER将(R)-BABA、(S)-BABA、L-Asp同AspRS进行分子对接,并计算它们之间的结合自由能。分子对接结果表明:(R)-BABA、(S)-BABA、L-Asp同AspRS之间的结合自由能分别为:-43.11kcal/mol、-38.62kcal/mol、-50.36kcal/mol,并且从结合模式上进行了分析,证明了(R)-BABA比起(S)-BABA与AspRS具有更强的亲和性。
 
 
为什么选择Discovery Studio?
1. Discovery Studio中有多种对接结果的评价分析手段,包括2D/3D相互作用图分析、结合口袋表面分析、氢键热图、多种打分函数、结合能的计算等;
2. Discovery Studio中CDOCKER对接程序是基于CHARMm的半柔性对接程序,配体分子的柔性构象空间是采用高温动力学来搜索的,并采用模拟退火的方法将各个构象在受体活性位点进行优化,从而使对接结果更加精确;
3. Discovery Studio提供基于虚拟氨基酸突变来进行蛋白质设计的工具,可以快速高效的进行虚拟的丙氨酸扫描和饱和突变,或者其它任意突变,并在考虑温度、pH的条件下预测蛋白热稳性及蛋白亲和力这两种突变效应,方便用户在实验前测试大量的突变位点并优先选择突变位点,是强有力的蛋白质设计工具;
4. Discovery Studio中虚拟氨基酸突变计算蛋白的亲和力时不仅可以考虑蛋白-蛋白,还可以考虑蛋白-小分子、蛋白-核酸、蛋白-离子体系;
5. Discovery Studio中虚拟氨基酸突变计算蛋白的热稳性力时可以同时考虑双点突变或三点突变;
6. Discovery Studio中虚拟氨基酸突变功能可以考虑pH因素,最终可以得到不同pH条件下的突变能曲线,可以综合考虑不同pH的影响;
7. Discovery Studio中虚拟氨基酸突变功能的最终结果以突变能量柱来显示,方便用户快速直观了解不同突变位点的突变效应强与弱;
8. 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。