蛋白质相互作用预测、设计与调控  

Protein-Protein Interaction:Prediction,Design,and Modulation

作　　者：张长胜[1,2,3] 来鲁华[1,2,3] 

机构地区：[1]北京大学化学与分子工程学院,物理化学研究所,分子动态与稳态结构国家重点实验室,北京分子科学国家实验室,北京100871 [2]北京大学定量生物学中心,北京100871 [3]北京大学-清华大学生命科学联合中心,北京100871

出　　处：《物理化学学报》2012年第10期2363-2380,共18页Acta Physico-Chimica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(11021463;90913021);国家科技部(2009CB9185000)资助项目;北京大学-清华大学生命科学联合中心优秀博士后项目资助~~

摘　　要：蛋白质相互作用是生命活动在分子水平上的基本事件.蛋白质相互作用的三维图像可以给出关键生命活动过程的分子细节.了解蛋白质相互作用的原理有助于揭示生命活动的机制,并在此基础上开展有重要价值的蛋白质设计.本文对于蛋白质相互作用预测、设计和调控研究的近期进展进行了总结归纳,介绍了作者实验室在相关领域的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望.主要包括:(1)蛋白质相互作用网络、蛋白质相互作用机制和蛋白质复合物结构计算分析;(2)基于序列、结合位点以及复合物结构的蛋白质相互作用预测;(3)蛋白质相互作用设计方法;(4)利用化学分子调控蛋白质相互作用的方法;(5)针对蛋白质相互作用的蛋白质药物设计方法.Protein-protein interactions are the essential events in life at the molecular level Thethree-dimensional structures of protein-protein interactions provide clear pictures for the molecular details of various cellular processes. Understanding the basics of protein-protein interaction provides clues for revealing the secret of life, and useful information for designing proteins for various application purposes. The present review summarizes recent progresses of protein-protein interaction prediction, design, and modulation study, briefly introduces the progresses in the authors＇ group, and discusses future directions of the field. Protein-protein interaction network analysis, protein-protein interaction principles, and computational analysis of interfaces are briefly reviewed first. Methods and progress for predicting protein-protein interaction at sequence level, interaction-site level, and complex-structure level are given. Based on the knowledge about the nature of protein-protein interactions, protein-protein interaction design and modulation can be done on purpose. We give a summary of three kinds of protein-protein interaction design methods： redesign, grafting, and de novo, and three kinds of protein-protein interaction modulation methods using small molecules： direct competition, allosteric modulation, and stabilization. Protein design approaches for potential therapeutic applications targeting protein-protein interactions are also discussed.

关 键 词：蛋白质相互作用 相互作用预测 蛋白质-蛋白质对接 蛋白质相互作用设计 蛋白质药物 药物设计 

分 类 号：O629.73[理学—有机化学]