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我校生科院本科生在天然无规蛋白的溶剂化模型研究中取得重要进展

近日,上海交通大学生命科学技术学院本科生在《J. Chem. Inf. Model.》期刊在线发表名为Balanced Solvent Model for Intrinsically Disordered and Ordered Proteins的研究成果,该研究为天然无规蛋白的功能研究提供了一种新的溶剂化模型。上海交通大学生命科学技术学院陈海峰教授课题组的本科生穆俊曦与潘政松为共同第一作者,陈海峰为通讯作者,上海交通大学生命科学技术学院生物信息学与生物统计学系为该文章第一通讯单位。

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天然无规蛋白是一类在生理条件下没有确定三级结构的蛋白质。它在人类蛋白质组中的含量超过51%。它与恶性肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病以及糖尿病等复杂疾病的发生发展密切相关。由于天然无规蛋白具有构象多样性的特点,导致主要的结构表征方法与预测方法(AlphaFold)都面临着重大挑战。而分子动力学模拟能在原子水平探索蛋白质的各种构象变化,是现有结构表征方法的重要补充。而溶剂化模型与分子力场是分子动力学模拟的基础,一定程度上决定模拟结果的准确性。

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正交实验优化溶剂化参数

陈海峰课题组通过正交实验优化了一套新的溶剂化模型TIP4P-B,测试结果表明TIP4P-B比现有溶剂化模型能够更好重现天然无规蛋白的均方回转半径,同时保留原有溶剂化模型能够预测其化学位移等优点。由于天然无规蛋白的功能是由其构象集合决定的,新的溶剂化模型为准确采样天然无规蛋白的构象集合奠定了基础,同时为建立天然无规蛋白的序列无规功能新范式提供一套新方法。TIP4P-B溶剂化模型对于揭示与天然无规蛋白相关的复杂疾病的发生发展的分子机制以及为靶向天然无规蛋白的药物发现具有重要的意义。

该研究获得国家重点研发计划(2020YFA0907700)以及国家自然科学基金面上项目(21977068与31770771)资助。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.jcim.1c00407

作者:生命科学技术学院


       

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