基于氨基酸接触能网络的蛋白质结合位点分析

批准号:
31600671
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
19.0 万元
负责人:
严文颖
依托单位:
学科分类:
C0504.物理生物学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡广、张大庆、梁中洁、林宇鑫、袁徐烨
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中文摘要
很多重要的生物过程都是在蛋白质-蛋白质相互作用的参与下完成的,研究这种相互作用关系对理解疾病发生原因、预测药物靶点都有重要的指导意义。基于复杂网络的氨基酸网络模型为蛋白质研究提供了新的范式。本项目将系统地对蛋白质复合物中结合位点的网络性质进行分析。首先,我们将建立蛋白质复合物的氨基酸接触能网络和点加权氨基酸接触能网络。然后基于此网络模型,从中心性、连通性、模块化等网络性质着手比较同源寡聚体和异源寡聚体中结合位点的性质。接着研究可与多个蛋白质结合的无序蛋白上结合位点的网络性质并对复合物中无序蛋白对应子网络进行网络层次的比较分析。最后将上述基于网络的方法应用到“转录机器”的结合位点分析中。通过本项目将得到不同类型蛋白质复合物结合位点的规律和网络特征,为蛋白质结合位点的研究提供新的方法和思路,为蛋白质结合位点个性化预测提供理论依据,为寻找新的药物靶点提供一定的指导。
英文摘要
Protein-protein interactions (PPIs) were involved in almost all the biological processes, thus researches on these interactions were quite important for understanding the pathogenesis of disease and the prediction of drug targets. The analysis of protein-protein binding sites is a critical step for PPIs understanding. The amino acids network model become an emerging paradigm in protein science. In this project, we will systematically analyze the characteristics of the binding sites in protein complexes. We will first construct the amino acid contact energy networks (AACENs) and node-weighted AACENs (NWAACENs) models for protein complexes. Next, based on these network model, we will explore the differences features of binding sites between homo-oligomers and hetero-oligomers through computing the network parameters of binding sites in the networks of monomers and oligomers. Then, the characteristics of binding sites of disordered proteins, who could interact with different proteins to form different protein complexes, will be analyzed and the subnetworks’ topological structure of disordered protein in different complexes will be also compared. At last, the features of binding sites in ‘vehicle of transcription’-RNA polymerase that interact with key proteins in transcription will be explored by the above methods. The findings of the project will provide the basic characteristics for binding sites of different complexes, theoretical evidences for protein-protein binding sites personalized prediction and guidance for finding drug targets.
蛋白质在大多数生物功能和过程中起着不可或缺的作用,但它们的大部分综合性和多样性的功能仍然不明确。网络理论越来越多地应用于描述复杂的生物系统,包括蛋白质。在本项目中,我们首先总结评价了用于描述生物系统的一般氨基酸网络(amino acids network)模型,然后给出了这些网络参数作为药物设计拓扑指标的一些最新应用。这些网络模型使依赖变构效应的新药开发成为可能。接着我们提出了一种节点加权的AAN策略,称为点加权氨基酸接触能量网络(node-weighted amino acid contact energy network, NACEN),用于蛋白质功能残基(FRs)的表征和预测。结果表明,用NACEN参数表征比用未加权网络参数表征的更易区分FRs和非FRs。NACEN具有较少的分类特征就可鉴别FR,并为变构调控提供残基水平预测。该策略可方便地应用于其它功能残基的识别。开发了一个用于NACEN构建和分析的R包和web服务器。
期刊论文列表
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Deciphering the role of dimer interface in intrinsic dynamics and allosteric pathways underlying the functional transformation of DNMT3A
破译二聚体界面在 DNMT3A 功能转化的内在动力学和变构途径中的作用
DOI:10.1016/j.bbagen.2018.04.015
发表时间:2018-07-01
期刊:BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS
影响因子:3
作者:Liang, Zhongjie;Hu, Junchi;Luo, Cheng
通讯作者:Luo, Cheng
PON-tstab: Protein Variant Stability Predictor. Importance of Training Data Quality.
PON-tstab:蛋白质变异稳定性预测器。
DOI:10.3390/ijms19041009
发表时间:2018-03-28
期刊:International journal of molecular sciences
影响因子:5.6
作者:Yang Y;Urolagin S;Niroula A;Ding X;Shen B;Vihinen M
通讯作者:Vihinen M
DOI:10.2174/1568026618666180719152258
发表时间:2018
期刊:Current topics in medicinal chemistry
影响因子:--
作者:Wenying Yan;Daqing Zhang;Chen Shen;Zhongjie Liang;Guang Hu
通讯作者:Guang Hu
DOI:10.1002/pro.3680
发表时间:2019
期刊:Protein Science
影响因子:8
作者:Zhou Jianhong;Oldfield Christopher J;Yan Wenying;Shen Bairong;Dunker A Keith
通讯作者:Dunker A Keith
DOI:10.1159/000486811
发表时间:2018-01
期刊:Cellular Physiology and Biochemistry
影响因子:--
作者:Cheng Qian;Wenying Yan;Tengda Li;Q. Cui;P. Liu;M. Gu;Jie Guo;Weiwei Zhang;Chuan-lu Ren;Tian-qin Wu;Anmei Deng
通讯作者:Cheng Qian;Wenying Yan;Tengda Li;Q. Cui;P. Liu;M. Gu;Jie Guo;Weiwei Zhang;Chuan-lu Ren;Tian-qin Wu;Anmei Deng
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