FlexPepDock在多肽與人類白細胞抗原對接中的應用研究.pdf

1、在人體特異性免疫應答過程中，多肽與人類白細胞抗原（HumanLeukocyteAntigen,HLA）的相互作用扮演了極為重要的角色。目前，多肽與HLA復合物（peptide-HLA,pHLA）的三維晶體結(jié)構(gòu)數(shù)量依然十分有限，加之多肽與HLA結(jié)構(gòu)復雜多樣，無法通過實驗逐一進行結(jié)構(gòu)測定。因此，充分利用現(xiàn)代分子模擬技術(shù)，進行多肽與HLA分子對接和pHLA復合物模建方法研究就顯得尤為重要。
　　由于多肽結(jié)構(gòu)復雜且柔性極大，多肽對接一直是

2、分子模擬領(lǐng)域的一個難點和熱點問題。在已有多肽對接方法中，F(xiàn)lexPepDock是目前關(guān)注最多且極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N多肽對接方法，該方法相繼在一系列多肽對接體系中獲得了優(yōu)異的研究結(jié)果。為了深入考察FlexPepDock在多肽與HLA分子對接體系中的準確性和應用前景，論文全面系統(tǒng)地考察了FlexPepDock的兩種對接模式：refinement和ab-initio在多肽-HLA體系中的應用。論文研究成果可為多肽與HLA的分子對接和相互作用機理

3、研究提供重要的參考依據(jù)。
　　主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?、俨捎肍lexPepDock的refinementprotocol對接模式，對30個人類HLA-I分子與九肽復合物進行了多肽對接和pHLA分子模建研究。分別以與相同或不同血清型HLA結(jié)合多肽為模板構(gòu)建目標多肽初始構(gòu)象，全面細致地考察了多肽模板對結(jié)果準確性的影響。通過70個體系的多肽對接實驗，結(jié)果顯示所有對接體系（70/70,100％）均得到了接近天然構(gòu)象（near-

4、native）的多肽模型（interfacebb-RMSD＜2?）。在Top5能量最低模型中，共有46個體系（65.7%）得到了亞埃（interfacebb-RMSD＜1?）模型，其中10個對接體系的全原子RMSD（RootMeanSquareDeviation,RMSD）達到了亞埃水平。對70個體系的多肽對接構(gòu)象研究發(fā)現(xiàn)：在多數(shù)對接體系中，九肽的兩個一級錨定殘基（P2和P9）構(gòu)象與其晶體構(gòu)象吻合的較好，其全原子RMSD值達到了亞埃水平

5、。對接結(jié)果表明：當采用與相同血清型HLA結(jié)合多肽為模板構(gòu)建多肽對接初始構(gòu)象時，refinementprotocol通常能夠得到高精度的pHLA模型。
　?、诓捎肍lexPepDock的ab-initioprotocol對接模式，并結(jié)合三種能量打分函數(shù)對15個人類pHLA-I復合物進行分子對接研究。當采用Score12打分函數(shù)時，結(jié)果顯示：在Top10能量最低模型中，有7個體系（46.6%）得到了near-native模型；采用Sc

6、ore13打分函數(shù)時，有6個體系在Top10能量最低模型中得到near-native模型，占比40%；而當采用優(yōu)化后的Score_ad打分函數(shù)時，則有9個體系在Top10能量最低模型中得到near-native模型，占比60%。研究證實：經(jīng)手動優(yōu)化后的Score_ad打分函數(shù)能顯著提高多肽對接模型質(zhì)量。
　　③采用FlexPepDock的refinementprotocol對接模式，對10個HLA-II類分子與多肽復合物體系進行分

7、子對接研究。以完全伸展肽鏈為多肽起始構(gòu)象，分別采用Score12、Score13和Score_ad三種打分函數(shù)進行多肽對接研究。結(jié)果顯示：對于采用三種打分函數(shù)的對接實驗，分別有40%、50%和60%的體系在Top10能量最低模型中得到near-native模型。score_ad打分函數(shù)在一定程度上改進了多肽-HLA-II類復合物模型質(zhì)量。多肽對接前起始構(gòu)象的優(yōu)化（pre-optimization）處理，同時結(jié)合Score_ad打分函數(shù)參

8、數(shù)，也明顯提高了refinement的對接模型質(zhì)量，在Top10能量最低模型中，80%的體系得到了near-native模型。
　?、懿捎肍lexPepDock的refinementprotocol對接模式，對10個小鼠主要組織相容性復合物與多肽復合物體系進行了分子對接研究。以完全伸展肽鏈為多肽起始構(gòu)象，分別采用Score12、Score13和Score_ad三種打分函數(shù)進行多肽對接研究。結(jié)果顯示：對以上三種打分函數(shù)，分別有1個（