昆医分生蛋白质分子建模与设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,蛋白质分子建模与设计,Protein Modeling and Design,D10TC10toT01c000,Biology/Chemistry of Protein Structure,u Primary,Assembly,HOH,H Secondary,Folding,Tertiary,Packing,Aipha helo,Quaternary,Interaction,Protein Folding, occurs in the cytosol,involves localized spatial interaction among,primary structure elements, i.e. the amino,acids,may or may not involve chaperone proteins,m ine pe d,binding site,H-O,Ided protein,Protein structure often,provides clues about protein,function,human PCNA,E.co,T4 phage gp45,Interface,Unrelated proteins assume,similar structures to fulfill,common functions,引言,在人体的进化过程中蛋白质执行了在人体及体外,的许多重要任务,酶是催化化学反应的蛋白质或者核酸分子;抗,体起到防护的作用;,从生态角度,蛋白质也是非常理想的物质:,生物合成不需要消耗很多能量,专一性很强,不产生副作用并且能很快降解,蛋白质应用受限的原因,蛋白质没有像化学试剂那样被普遍应用,其原因,(1)蛋白质分子量非常大(10000-1000000),不能通过化学方法生产;,(2)蛋白质的功能是在生理条件下挥发的,在其,它条件下(如在有机溶剂中)是不稳定的;,(3)专一性致使其应用范围受到影响。,D10TC10toT01c000,蛋白质设计目前存在的问题,1、与天然的蛋白质比较,缺乏结构的独特性及,明显的功能优越性,2、三级结构的确定性较差,别,从图2-1(E)看出,天然蛋白质有确定主链结构及侧链构象。图21(b)所示的设计,蛋白质的结构是一组低能构象的集合,缺乏结构独特性,图2-1天然蛋白质及设计蛋白质结构示意,a)天然蛋白质结构;(b)设计蛋白质结构,第一节蛋白质分子设计原理,计算机模拟,基因构建,功能分析,突变蛋白质产品,Pr设计循环,D10TC10toT01c000,蛋白质分子设计的流程,天然蛋白质,蛋白质结构预测,蛋白质晶体学,蛋白质三维结构,结构与功能的关系,数据,的输,蛋白质突变体设计及结构预测,入,几何优化及蛋白质动力学研究,结果分析与原先的结构比较,蛋白质合成定位突变_分离、纯化及表征,D10TC10toT01c000,新蛋白质,Pr突变体设计的3个步骤,利用计算机模拟技术确定突变位点及替换的aa,利用能量优化及动力学方法预测修饰后的蛋白质结构,预测的结构与原始的Pr结构比较,利用Pr结构-功能或结构,稳定相关知识及理论计算机预测新Pr可能具有的性质,