蛋白质是具有特定氨基酸序列的生物大分子,是基因表达的产物,也是细胞中行使功能的单位,对蛋白的序列、结构和功能的解析有助于了解其在生命体内的作用机制。
蛋白质结构分为4个层次
初级结构:蛋白质的氨基酸序列
二级结构:如α-螺旋和β-折叠片
三级结构:蛋白质折叠的三维构想
四级结构:蛋白质各亚基的空间排布及互作
蛋白质的结构测定通常有X射线晶体衍射技术、核磁共振波谱技术和冷冻透射电子显微镜技术,而通过实验测定的结构数据不足以描述蛋白质复杂的结构,因此通过计算模拟的方法来预测蛋白质的结构信息具有重要意义,也是实验数据的重要补充和验证。
蛋白质动态构象模拟的最常用的计算方法是分子动力学,其中同源性建模(homology modeling)在预测该未知蛋白精细结构方面会发挥非常大的作用,其结果可以帮助研究者了解目标蛋白的结构性质,并可用于药物筛选、发现某种疾病的潜在治疗药物,或者研究靶标与药物的相互作用模式等。
同源建模的流程:
(1)搜索与靶蛋白序列相关的已知蛋白三维结构。将靶蛋白序列与PDB中的所有蛋白序列进行比对,找出序列相似的结果;
(2)挑选模板,将得到的相似结果作为潜在的模板,一般来说对于具有同源蛋白的序列(同源性大于30%),需要选择一个或多个合理的结果作为模板。