蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)識別：從天然折疊到誘導折疊.pdf

1、蛋白質(zhì)通常被認為可以從信使RNA翻譯而來的氨基酸無規(guī)則卷曲鏈自主折疊成特定的三維結(jié)構(gòu)。折疊而成的蛋白稱為其天然狀態(tài)（或天然結(jié)構(gòu)），三維結(jié)構(gòu)形成的物理過程稱為蛋白質(zhì)天然折疊。一個正確的天然折疊構(gòu)象通常是蛋白質(zhì)執(zhí)行功能必需的。但是，越來越多的研究證明，很多蛋白質(zhì)整體或部分缺乏有序或穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，卻依然在生物界發(fā)揮著重要的生物功能。這些蛋白或片段被稱為固有無序蛋白或固有無序區(qū)域(IDPs or IDRs)，與之對應的是天然狀態(tài)下有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的

2、有序蛋白。雖然IDPs or IDRs在天然狀態(tài)下不折疊，但是它們常常與結(jié)合配體后經(jīng)歷無序到有序轉(zhuǎn)變，這個過程稱為折疊與結(jié)合偶聯(lián)，或誘導折疊。本論文主體主要包括四個部分:(1)首先，設(shè)計了一個整合打分函數(shù)SVR_CAF從大量計算機預測模型中識別蛋白質(zhì)天然結(jié)構(gòu)。SVR_CAF的有效性在幾個數(shù)據(jù)集上得到驗證，與其他打分函數(shù)相比，它表現(xiàn)出相當?shù)淖R別天然結(jié)構(gòu)的能力。(2)然后，從蛋白質(zhì)家族結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫Pfam序列中收集了一組預測為完全無序的、但

3、是在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫PDB中有結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)域。對這些結(jié)構(gòu)域的所有種子序列和PDB結(jié)構(gòu)序列進行無序預測，結(jié)果顯示同一結(jié)構(gòu)域序列的預測無序都表現(xiàn)出多樣性。進一步的研究將所有結(jié)構(gòu)按照其可能的形成機制分為二硫鍵、離子結(jié)合、配體結(jié)合。對于同時含有單體和二聚體（多聚體）的同一蛋白，和同時結(jié)合多個配體的蛋白，比較了其結(jié)構(gòu)并觀察到了復合物形成和結(jié)合多個配體的結(jié)構(gòu)變化。(3)其后，還特別關(guān)注了配體結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，并把它們命名為無序結(jié)合結(jié)構(gòu)域。識別到無序結(jié)合結(jié)

4、構(gòu)域三種相互作用:DNA結(jié)合、無序配體結(jié)合和有序配體結(jié)合，并對每種方式進行了詳細討論。(4)最后，對一組無冗余的PDB文件進行了基于溶劑可及表面積和接觸面積的無序分析，識別到更多可能包含IDPs or IDRs的蛋白復合物。舉例說明了固有無序在調(diào)控蛋白質(zhì)—蛋白質(zhì)相互作用中的重要作用，并分析了含有三個不同蛋白的復合物配體間相互作用的多樣性?？傮w而言，從大量計算模型中識別了有序蛋白天然折疊結(jié)構(gòu)，從Pfam和PDB數(shù)據(jù)庫中識別了無序蛋白或無序