《“自結合肽”的結構生物信息分析及相關新方法研究》是依託電子科技大學,由周鵬擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：“自結合肽”的結構生物信息分析及相關新方法研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周鵬
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
眾所周知，生物分子通過摺疊和識別履行其生物功能，研究者一般將這二者視為不同的分子現象。然而，生物學世界還存在著一種介於摺疊和識別之間的情況，我們稱之為自結合肽；它一方面與靶標發生特異性識別、結合和解離來行使其生物職能，另一方面又與該靶標在一級序列上連為一個整體。本項目擬在結構水平對自結合肽開展系統的數據挖掘、信息分析和方法開拓，中心目標是將自結合肽上升為一類新的生物分子識別現象、澄清其結構-功能關係並為後續相關研究打下基礎。主要內容包括：1、構建首個自結合肽專業資料庫SAoSP並派生非冗餘基準集SBoSP，以提供可靠數據來源和系統評估標準。2、深度挖掘SAoSP和SBoSP中存儲的結構數據資源，闡明自結合肽發揮生物功能的分子機制。3、發展用於自結合肽生物信息分析處理的新方法和新技術。我們還將以c-Src激酶SH3結構域為具體對象開展自結合肽競爭型模擬物的分子設計和實驗論證研究。
結題摘要
生物分子通過“摺疊”和“結合”履行其生物功能，研究者一般將這二者視為不同的分子現象。然而，生物學世界還存在著一種介於摺疊和結合之間的情況，我們稱之為“自結合肽”；它一方面與靶標發生特異性識別、結合和解離來行使其生物職能，另一方面又與該靶標在一級序列上連為一個整體。本項目分別在序列、結構和動態水平對自結合肽以及相關蛋白質/肽識別和相互作用開展系統的計算挖掘、信息分析和方法開拓，將自結合肽上升為一類新的生物分子識別現象、澄清其結構-功能關係並為後續相關研究打下基礎。主要內容包括：（1）提出並定義了計算肽學的研究方向及內容，並以此為框架對生物活性肽的理化性質及生物學意義開展系統研究；（2）全面收集、分析和挖掘了PDB資料庫中有關自結合肽及蛋白質/肽複合物的結構數據及其與生物活性/親和力關係；（3）通過對數個典型案例進行結構動力學模擬闡明了自結合肽的結構基礎、熱力學性質及動力學行為。我們發現：（1）自結合肽雖然與其作用靶標在一級序列上連為一個整體，但從分子機制上來看其較為類似於常規蛋白質/肽相互作用，因此自結合肽更傾向於 “結合”而非“摺疊”的生物分子現象；（2）自結合肽與其靶標相互作用可通過“雙態模型”加以解釋，其經過了一個由疏水和靜電力推動的非特異的隨機彌散階段和一個由氫鍵調整的特異性的自組織最佳化階段，最終形成完整的自結合肽/靶標複合物系統；（3）自結合肽可通過多種機制調節其與靶標的識別和相互作用，包括翻譯後的修飾、膜電壓變化及環境條件改變等；（4）熵效應在自結合肽/靶標識別過程扮演了重要角色。此外我們還研究了免疫抗原肽、食品功能肽、降血壓肽以及數種肽識別結構域的結構-功能關係及生物學意義。
