预测蛋白质-蛋白质复合物结构的软对接算法(英文)  

A Soft Docking Algorithm for Predicting the Structures of Protein-protein Complexes

作　　者：李春华[1] 马晓慧[1] 陈慰祖[1] 王存新[1] 

机构地区：[1]北京工业大学生物医学工程中心,北京100022

出　　处：《生物化学与生物物理学报》2003年第1期35-40,共6页

基　　金：国家自然科学基金 (No .2 9992 5 90 2,No .30 170 2 30,No .10 1740 0 5 );北京市自然科学基金 (No .5 0 32 0 0 2 )资助项目~~

摘　　要：提出了一种有效的软对接算法 ,用于在已知受体和配体三维结构的条件下预测蛋白质 蛋白质复合物的结构。该算法的分子模型基于Janin提出的简化蛋白质模型 ,并在此基础上有所改进。对蛋白质分子表面的柔性氨基酸残基Arg、Lys、Asp、Glu和Met进行了特殊处理 ,通过软化分子表面的方式考虑了它们的侧链柔性。采用双重过滤技术来排除不合理的对接结构 ,此过滤技术是以复合物界面几何互补性和残基成对偏好性为标准提出的。对所得到的构象进行能量优化 ,之后用打分函数对这些结构进行排序 ,挑选出与复合物天然结构接近的构象。该打分函数包括静电、疏水和范德华相互作用能。用此算法对 2 6个复合物进行了结构预测 ,均找到了近天然结构 ,其中有 2 0个复合物的近天然结构排在了前 10位。改进的分子模型可以在一定程度上描述蛋白质表面残基侧链的柔性 ;双重过滤技术使更多的近天然结构保留下来 ,从而提高了算法成功预测的可能性 ;打分函数可以较合理地评价对接结构。总之 ,此种软对接算法能够对蛋白质分子识别的研究提供有益的帮助。An efficient soft docking algorithm is described to predict the mode of binding between two proteins based on the three-dimensional structures of molecules. The molecular model used in this work was grounded on the “simplified protein” model used in Janin’s docking algorithm. The side chain flexibility of the amino acid residues Arg, Lys, Asp, Glu and Met at the protein surface was considered through softening the molecular surface. A double filtering technique was used to eliminate most of the unlike binding modes. The energy minimization was performed on the retained structures, and then these structures were evaluated with the scoring function which included electrostatic, desolvation and van der Waals energy terms. The 26 complexes were used to test this docking algorithm and good results were obtained. The native-like conformations of all the complexes were all found, of which 20 were ranked in the top 10.

关 键 词：蛋白质-蛋白质相互作用 分子识别 分子柔性 结合自由能 预测 蛋白质-蛋白质复合物 结构 软对接算法 

分 类 号：Q51[生物学—生物化学]