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蛋白质-蛋白质相互作用理论预测和药物设计新计算方法发展取得重要进展
发表日期: 2016-11-30
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  2016年11月29日,《美国国家科学院院刊》(Pro Natl Acad Sci U.S.A.)在线发表了中国科学院上海药物研究所蒋华良课题组和美国莱斯大学(Rice University)José N. Onuchic 课题组合作的论文Elucidating the druggable interface of protein-protein interactions using fragment docking and coevolutionary analysis

  该项研究成果在可药性蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)界面预测与识别计算方法发展方面取得重要进展。蛋白质-蛋白质相互作用在细胞命运决定、信号转导等重要生命过程中起重要作用,也是疾病发生和发展的重要环节。因此,蛋白质-蛋白质相互作用界面已经成为新药发现的重要靶标。然而,蛋白质界面具有作用面积大、相对平坦等特点,不利于药物分子、特别是小分子药物结合,使得基于蛋白质-蛋白质界面的药物设计面临严峻挑战。因此,发展蛋白质-蛋白质界面预测理论计算方法及其相应的药物设计方法,用于细胞信号通路研究和靶向蛋白质-蛋白质界面的合理药物设计,是一项十分紧迫并意义重大的研究课题。

  基于这样的需求,蒋华良课题组和Onuchic课题组合作,综合应用分子对接和PPI共进化分析方法,发展了能预测蛋白质-蛋白质相互作用界面的预测方法,该方法以一系列有机小分子碎片与氨基酸残基作为探针分子,搜索蛋白质表面探针分子可紧密结合的热点残基区域(hot spot),并以此勾勒出蛋白质-蛋白质相互结合的可能位点;进而基于蛋白质-蛋白质作用残基共进化分析方法,通过评价蛋白质-蛋白质相互结合位点间偶合强度,确定蛋白质-蛋白质的准确结合点。该方法在预测蛋白质-蛋白质相互作用界面的同时,还能预测结合位点可药性区域(药物可能结合的区域),并提供了探针分子在可药性区域的多样性结合模式,为基于片段的药物设计提供了直接线索。

  该项目获得中国973计划、中国国家自然科学基金、美国国家基金委员会(NSF)、德州癌症预防与治疗中心基金(Cancer Prevention and Research Institute of Texas)及威尔士基金(Welch Foundation) 的支持。

  文章链接:http://www.pnas.org/content/early/2016/11/28/1615932113.abstract

  (供稿部门:蒋华良课题组)

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