蛋白質別構位點識別方法發(fā)展及機制研究.pdf

1、別構調節(jié)是一種通過調節(jié)分子結合到蛋白活性位點以外的別構位點進行蛋白功能調節(jié)的方式。由于別構位點相對活性位點多樣性強，開發(fā)結合蛋白別構位點的小分子藥物具有選擇性高，毒副作用小等優(yōu)點，這已成為國際各大醫(yī)藥公司新發(fā)展方向。然而，當前發(fā)現的蛋白別構位點主要來源于實驗中隨機發(fā)現，缺乏合理識別方法，并且別構小分子的調控機制常不明確，這嚴重影響了蛋白別構利用和相關小分子的藥物開發(fā)。
　　本論文第一部分利用生物信息學和機器學習的基本方法與技術，發(fā)

2、展了新的別構位點識別方法：論文第二章介紹了一種全新的別構位點識別方法Allosite，我們對蛋白表面進行口袋探測，并從中提取別構位點和非別構位點的屬性特征，使用統(tǒng)計學習方法SVM構建別構位點與非別構位點的分類模型。第三章中，我們構建了別構位點研究基準數據集，該數據集包含核心數據集和結構差異數據集兩部分，核心數據集收集了目前已知的所有蛋白別構位點，結構差異數據集是在核心數據集基礎上去除冗余信息后重新整理得到，這兩個數據集能夠為別構位點發(fā)現

3、和別構機制研究提供巨大的便利。第四章中，我們首先開發(fā)了基于探針微擾的別構位點識別方法，通過考察探針分子對蛋白動力學變化的影響發(fā)現別構位點。再綜合該方法與基于特征的別構位點識別方法構建了準確性更高、解釋性更好的別構位點識別工具。
　　第二部分中，我們以ATP為例對別構小分子的別構調控機制進行研究。三磷酸腺苷（ATP）是一種細胞內天然核苷酸輔酶，被認為是一種在所有生物體中必不可少的普通能量來源。最近，ATP別構結合位點的發(fā)現可能預示著

4、ATP還能夠作為別構調節(jié)劑行使更多功能。我們通過構象分析發(fā)現ATP在水溶液環(huán)境中主要存在壓縮型和伸展型兩種構象狀態(tài)。ATP分子在底物位點時采用伸展型結合構象，而別構ATP分子采用伸展型或壓縮型構象。兩種不同的構象形式可能導致ATP在細胞信號中行使不一樣的功能。此外我們還首次研究了ATP進入別構位點和底物位點的路徑。從研究中表明，ATP更容易與底物位點相結合。別構機制研究表明，ATP的腺苷和三磷酸部位均可以引發(fā)蛋白內別構信號傳遞從而影響底