蒙药协日嘎-4的分子对接研究

基于前期网络药理学的研究,对蒙药复方协日嘎-4中化学成分与前列腺增生和前列腺癌受体进行分子对接研究,共筛选出32个相关化合物,9个相关受体,分别对接.判断二者结合自由能的大小,并分析受体与配体的相互作用.结果显示,齐墩果酸与所有受体结合能都较低,汉黄芩素、姜黄素、山奈酚、异鼠李素等与多个受体结合能较低;通过对协日嘎-4中化学成分与受体的研究,为后期协日嘎-4对前列腺癌和前列腺增生的作用机制研究提供参考.     

新药研发网格中药物分子的对接方法

建立药物分子优化的粗略和精细对接模型,通过最小化分子间的相互作用得到最优的药物分子取向和构型.粗略对接只考虑配体的柔性信息,将配体小分子的运动处理为平移、转动和柔性键旋转3部分,而受体为刚性;精细对接则是在粗略对接模型中引入残基基团的概念,将蛋白质受体划分成若干个残基基团,通过这些残基基团的运动近似表征整个蛋白质的柔性.一个自适应的遗传算法被用于求解上述优化模型,该算法采用多种群遗传策略、信息熵控制的空间减缩搜索技术以及拟精确罚函数方法,能够快速而稳定地逼近最优解.将基于上述模型的粗略对接程序AGAsDock和精细对接程序FlexGAsDock用于新药研发网格,测试结果表明:这些程序能够有效地用于药物分子设计,并具有较高的网格计算效率.     

α-氨基酸-甲醇-水三元体系中分子间的异系焓相互作用

探讨α 氨基酸 -甲醇 -水三元体系中溶质分子间相互作用机理 ,为揭示蛋白质的稳定机理、蛋白质变性的原因和生物大分子与小分子间的相互作用提供溶液热力学依据 .利用 2 2 77热活性检测仪的流动测量系统获得了 2 98.1 5K时甘氨酸、L 丙氨酸、和L 脯氨酸分别与甲醇在水溶液中的混合过程焓变以及各自的稀释焓 ,依据McMillan Mayer理论关联得到异系焓相互作用系数 ,讨论了不同氨基酸与甲醇分子的作用机理 .不同氨基酸与甲醇分子间的焓作用系数的大小主要取决于氨基酸分子结构的差异 ,氨基酸的不同侧基 (非极性或极性 )对焓作用系数有着不同的贡献 ,脯氨酸特殊的五元吡咯环结构对hxy 值有较大的正贡献 .     

LEA蛋白质11-氨基酸基序与植物抗旱性

分析了8种重要农作物第三组LEA蛋白质序列中的94个11-氨基酸基序.得出一致性序列为TAEAAKQKAGE.LEA 3蛋白质中11-氨基酸基序呈多拷贝串联排列,其长度占蛋白质序列总长度的40%～60%.带电荷/ 极性氨基酸和疏水氨基酸数目分别占重复序列氨基酸总数的70.89%和29.11%.11-氨基酸基序的二级结构多呈α-螺旋结构.其中第1,2,4,5,9位疏水氨基酸形成螺旋蛋白质分子的疏水界面,其余位置的氨基酸形成螺旋分子的亲水界面.LEA 3蛋白质全序列平均亲水指数为-0.95～-1.22.无信号肽序列.8种LEA 3蛋白分子的上述特性与植物的抗旱性有关.     

一种精细药物分子对接模型和优化方法

首先阐述了分子对接设计的基本原理,然后在蛋白质受体中引入关键残基的概念,建立了一个新的柔性分子对接模型．以配体的中心坐标以及它和受体关键残基的旋转键角为设计变量,以设计变量的尺寸为约束,通过最小化分子间相互作用能得到分子的最优取向和构象．一个自适应的遗传算法被用于求解上述优化模型,该算法采用多种群遗传策略、信息熵控制的空间减缩搜索技术以及拟精确罚函数方法,较好地平衡了效率与精度之间的关系,从而能够快速而稳定地逼近最优解．在此基础上,发展了新的精细分子对接程序,该程序可以进行受体与配体的柔性对接．药物分子对接实例证明,本文发展的精细药物分子对接算法和程序能够有效地用于药物分子设计．     

氨基酸与甘氨酰-甘氨酸形成质子配合物的稳定性研究

用pH电位滴定法测定了甘氨酰-甘氨酸(GG)与甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)在离子强度为0.1mol/L(NaNO3)、25.0±0.1℃时形成质子配合物的稳定常数.从静电作用、氢键作用及配体间弱相互作用等方面讨论了二肽配体对氨基酸分子的识别.结果表明,二肽与氨基酸配体间的结合主要受到配体间静电、氢键作用的控制,同时受到疏水缔合作用等其它弱相互作用的影响.     

α-氨基酸-甲醇-水三元体系中分子间的异系焓相互作用

探讨α-氨基酸-甲醇-水三元体系中溶质分子间相互作用机理，为揭示蛋白质的稳定机理、蛋白质变性的原因和生物大分子与小分子间的相互作用提供溶液热力学依据．利用2277热活性检测仪的流动测量系统获得了298．15K时甘氨酸、L-丙氨酸、和L-脯氨酸分别与甲醇在水溶液中的混合过程焓变以及各自的稀释焓，依据McMillan—Mayer理论关联得到异系焓相互作用系数，讨论了不同氨基酸与甲醇分子的作用机理．不同氨基酸与甲醇分子间的焓作用系数的大小主要取决于氨基酸分子结构的差异，氨基酸的不同侧基（非极性或极性）对焓作用系数有着不同的贡献，脯氨酸特殊的五元吡咯环结构对hxy值有较大的正贡献．     

痛泻要方潜在活性成分的分子靶向对接虚拟筛选研究

肠易激综合征(IBS)新型药物靶标,应用分子靶向对接技术从痛泻要方化学成分中虚拟筛选具有活性潜力的天然小分子.创建了包含239种化合物的痛泻要方活性成分数据库,以色氨酸羟化酶1(TPH1),5-羟色胺跨膜转运蛋白(SERT),促肾上腺皮质激素释放因子受体1(CRFR1)和瞬时受体电位香草酸受体1(TRPV1)为对象,采用配体库构建、受体蛋白准备、对接位点研究、对接参数设定、分子对接批量打分、结合模式分析、相互作用分析、药效团分析的虚拟筛选流程.结果显示,123种天然成分显示了良好的配体-受体结合作用潜力,呈现"单靶点,多配体"的特征; Paeoniflorin、Deltoin、Naringin和β-Vatirenene等天然成分具有"单配体,多靶点"的潜力. 4-O-methyl-paeoniflorin、iso-Paeoniflorin和Gallotannin; iso-Benzoylpaeoniflorin、iso-Paeoniflorin和Benzoylpaeoniflorin; Paeoniflorin、Albiflorin R1和Albiflorin; Deltoin、Galloylpaeoniflorin、Galloylpaeoniflorine和Benzoylpaeoniflorin等13个化合物为最具潜力天然成分.药效团模型分析揭示,TPH1配体包含了2个氢键受体和3个氢键给体,SERT配体包含4个氢键受体、2个氢键给体和1个疏水中心; CRFR1配体包含1个氢键受体、2个氢键给体和1个疏水中心,TRPV1配体包含3个氢键受体和1个疏水中心.本研究为IBS治疗药物开发提供了候选化合物,并从分子水平上阐明痛泻要方作用机制提供了参考.     

N-(5-溴-2-羟基苄基)氨基酸衍生物及其金属配合物的合成、表征及抑菌活性

室温下以N-(5-溴-2-羟基苄基)氨基酸及其希夫碱为配体,水和甲醇为溶剂,采用分步法,将配体与金属离子按1:1的摩尔比在弱碱性条件下络合,合成了24种N-(5-溴-2-羟基苄基)氨基酸类金属配合物,并用核磁、红外光谱对其结构进行了表征.结果表明:在配合物中配体N-(5-溴-2-羟基苄基)氨基酸的羟基、氨基和羧基均参与了配位.抑菌测试表明,N-(5-溴-2-羟基苄基)氨基酸衍生物金属配合物的抑菌活性普遍高于其配体,并且还原型配合物活性要高于希夫碱型,对白色念珠菌的抑菌效果更为明显,均高达100%.     

烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶的三维同源结构建模及其分子对接研究

探究烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶活性位点的结构特征.首次采用同源建模的方法构建了烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶的三维结构,并通过Ramachandran和Profile-3D图验证了模型的可靠性.然后,利用已知的共结晶配体结构,准确定位了14α-去甲基化酶的活性位点,让伏立康唑与靶点进行对接.通过柔性分子对接方法首次阐明了14α-去甲基化酶抑制剂与靶酶活性位点的相互作用模式,明确了14α-去甲基化酶与该类抑制剂结合时起重要作用的氨基酸残基.本研究为基于烟曲霉14α-去甲基化酶三维结构的药物靶点设计提供重要的参考信息,同时也为抗真菌药的发展奠定坚实的理论基础.     

基于序列剖面和可及表面积的蛋白质相互作用位点的预测

蛋白质相互作用位点的预测对于突变设计和蛋白质相互作用网络的重构都是至关重要的.由于实验确定的蛋白质复合物和蛋白质配体复合物的结构依然相当少,预测蛋白质相互作用位点的计算方法就显得十分重要.该文提出了一种以支持向量机为分类器,以邻近残基的序列剖面和可及表面积为输入数据来预测蛋白质相互作用位点的方法.计算结果显示,界面残基和非界面残基被识别的准确率为75.12%,假阳性率为28.04%.与输入数据仅有序列剖面的方法相比,界面残基和非界面残基被识别的准确率提高了4.34%,假阳性率降低了4.63%.     

桃蚜关键抗性基因挖掘及抗蚜Cry蛋白预测

为了挖掘桃蚜(Myzus persicae)的关键抗性基因并构建抗性调控网络,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)和差异表达基因分析(DEGs)对桃蚜抗性研究的GEO数据库进行分析,筛选出2 426个枢纽基因和2 263个差异表达基因探针.将关键抗性基因在String数据库中进行蛋白质相互作用(PPI)分析,获得154个桃蚜关键抗性基因,并绘制桃蚜的抗性调控网络.结果表明:acpp基因的上调表达可能是大多数Cry蛋白不能有效杀死桃蚜的原因之一;参考抗蚜Cry1Cb2蛋白和11个靶标蛋白的对接规则,通过同源建模和分子对接等生物信息学技术,预测了10个新的Cry蛋白可能对桃蚜具有杀虫活性.     

Three-Dimensional Quantitative Structure-Activity Relationships of flavonoids and estrogen receptors based on docking

Flavonoids are endocrine disrupting compounds that occur ubiquitously in foods of plant origin.The Three-Dimensional Quantitative Structure-Activity Relationships (3D-QSAR) model based on ligand-receptor docking is established between 20 flavonoids and estrogen receptor alpha (ERα),which may provide further theoretical basis for research on the relationship between flavones and estrogen.Comparative molecular field analysis (CoMFA) was employed and the best results of cross-validation and non cross validatio...     

Principles of protein-protein recognition.

The formation of the protein-protein interface by the insulin dimer, the trypsin-PTI complex and the alphabeta oxyhaemoglobin dimer removes 1,130-1,720 A2 of accessible surface from contact with water. The residues forming the interface are close packed: each occupies the same volume as it does in crystals of amino acids. These results indicate that hydrophobicity is the major factor stabilising protein-protein association, while complementarily plays a selective role in deciding which proteins may associate.     

Membrane protein association by potential intramembrane charge pairs.

The transmembrane domain of the alpha chain of the T-cell receptor is responsible both for its assembly with the CD3 delta chain and for rapid degradation of the unassembled chain within the endoplasmic reticulum. The determinant for both assembly and degradation is located in a segment of eight residues containing two basic amino acids. We show here that placement of a single basic residue in the transmembrane domain of the Tac antigen can induce interaction with the CD3 chain, through its transmembrane acidic residue. This interaction is most favoured when the interacting residues are located at the same level in the membrane. The ability to induce protein-protein interaction by placing charge pairs within transmembrane domains suggests an approach to producing artificial dimers.     

甲型流感病毒PB1-PA蛋白作用位点的发现与分析

 基于共进化理论,探究了甲型流感病毒PB1蛋白与PA蛋白上具有共同进化可能性的保守九聚片段 (C9MP)。结构信息显示PB1蛋白的第1-15位氨基酸与PA蛋白的第239-716位氨基酸具有相互作用域;对该区域变异分布的分析发现,PA蛋白第670位氨基酸Q所在的C9MP与PB1蛋白的第9位氨基酸F、第12位氨基酸V和第13位氨基酸P所在的C9MP在PB1-MP1相互作用面上具有最低的共进化值。结合DSSP程序的分析表明,由PA蛋白第670位氨基酸Q与PB1蛋白的第9位氨基酸F、第12位氨基酸V与第13位氨基酸P构成的区域可能成为潜在的相互作用位点。     

麻疯树核糖体失活蛋白Curcin和Curcin C与腺苷及腺嘌呤的互作方式分析

麻疯树核糖体失活蛋白Curcin和Curcin C均具N-糖苷酶活性，然而两者的体外翻译抑制能力却具有明显差异，这暗示着两者的N-糖苷酶活性也存在差异.为了探究造成这一差异的结构基础，本研究使用trRosetta对两种蛋白进行了三级结构的预测，通过PROCHECK和Qmean对预测得到的三级结构模型进行了质量评估，利用Chem3D对小分子配体腺嘌呤和腺苷进行了结构优化，借助UCSF Chimera对Curcin及Curcin C活性位点的氨基酸组成进行了预测.最终使用分子对接软件AutoDock将预测得到的模型与小分子腺嘌呤及腺苷进行分子对接.对接结果显示，两种蛋白与腺嘌呤的相互作用模式具有较高的相似性，但Curcin的关键氨基酸Arg并未参与到与配体的相互作用.此外Curcin C与腺嘌呤和腺苷之间的结合能都低于Curcin,且其和腺苷与腺嘌呤之间结合能的差值也要高于Curcin.这一结果暗示着Curcin和Curcin C之间的活性差异与其活性位点处的结构特征有关，Curcin C中的关键氨基酸Arg与腺嘌呤及腺苷的结合位点更为靠近，从而导致Curcin C与底物之间的结合能更低，...     

基于网络药理学和分子对接预测黄芪-莪术治疗胃癌的分子机制

基于网络药理学和分子对接探讨黄芪-莪术治疗胃癌的作用机制。利用中药系统药理学数据库与分析平台筛选出黄芪、莪术的活性成分,从Uniprot数据库获取靶点蛋白的基因名。以gastric cancer为关键词,在GeneCards数据库中检索胃癌的相关靶基因,将其与药对的活性成分靶基因相互映射,筛选出共同靶点。利用Cytoscape 3.7.0 软件绘制活性成分-靶点网络。将筛选出来的靶点在STRING数据库中构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,同时,选择Omicshare平台进行基因本体功能及京都基因与基因组百科全书通路的富集分析。使用AutoDock Vina和PyMol软件进行分子对接。从黄芪-莪术药对中共筛选出26个活性成分,包括槲皮素、山奈酚、莪术醇、7,2'-二羟基-3',4'-二甲氧基异黄烷、β-榄香烯等,作用于TP53、MYC、CASP3、AKT1、 JUN等74个靶点,这些靶点主要富集在癌症、癌症中的蛋白聚糖、PI3K-Akt、 MAPK、 Rap1、TNF、 FoxO等信号通路上。该研究为黄芪-莪术药对治疗胃癌的基础研究和临床应用提供了参考依据。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌的核糖-5-磷酸异构酶的同源建模研究

采用同源建模技术和分子动力学模拟方法,构建了嗜酸氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans(A.f)的核糖-5-磷酸异构酶(rpiA)基因编码的蛋白质三维分子结构模型。将结构模型进行绑定位点搜索并与底物核糖-5-磷酸(R5P)进行柔性分子对接,结果显示,R5P被招募到A.ferrooxidans的RpiA的活性位点并随后被激活;残基Asp81,Thr31,Lys121,Ser30,Glu103,Asp84,Lys94,Asp118,Lys7,Gly97,Gly29,Gly95,Thr28和H2O对底物绑定或催化起重要作用,其中,Gly97,Gly29,Gly95和Thr28是新识别的残基,它们在其他生物体的RpiA中相当保守但未被发现。