靶向生物毒素的G-四联体式核酸适配体三级结构预测方法技术

本发明专利技术属于核苷酸三级结构预测技术领域，具体为一种靶向生物毒素的G‑四联体式核酸适配体三级结构预测方法。本发明专利技术方法包括：G‑四联体二级结构预测；G‑四联体三级拓扑构型预测；核酸适配体末端补全和结构优化；温度依赖型分子动力学模拟（包括两个过程：恒温分子动力学模拟和升温分子动力学模拟）；采用RMSD分析方法获得最稳定核酸三级结构模型。本发明专利技术方法已用于预测靶向膝沟藻毒素的特异性核酸适配体序列GO18‑T‑d的三级结构，该序列为已知的通过指数富集配基进化技术筛选得到G‑四联体式适配体序列，通过圆二色谱实验检测到其G‑四联体构型为平行式G‑四联体构型，预测结果与圆二色谱实验检测结果完全吻合，证明本预测方法具有良好的准确性。

【技术实现步骤摘要】
靶向生物毒素的G-四联体式核酸适配体三级结构预测方法
本专利技术属于核苷酸三级结构预测
，具体涉及靶向生物毒素的G-四联体型核酸适配体的三级结构预测方法。
技术介绍
近年来，核酸G-四联体结构越来越受到科研人员的重视，因为它们在调节各种生物体代谢活动中起到了重要作用[1,2]。另一方面，G-四联体具有良好的稳定性和特异性，能够高效特异地识别小分子、细胞器甚至全细胞，使其在检测领域具有很大的潜力[3]。在获得靶向目标分子的G-四联体式核酸适配体的过程中，人们往往通过SELEX技术（systematicevolutionofligandsbyexponentialenrichment,SELEX）筛选得到G-四联体式适配体序列，然而传统的SELEX筛选无法提供G-四联体式适配体的三级结构信息，从而对G-四联体式适配体的优化和设计工作造成很大的困扰[4]。从理论上讲，G-四联体的三级结构可以通过X射线衍射、核磁共振和低温电子显微镜技术来确定。然而，由于成本较高、耗时长、以及G-四联体拓扑构象较多，这些方法不能很好地应用于G-四联体式核酸适配体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶向生物毒素的G-四联体式核酸适配体三级结构预测方法，其特征在于，具体步骤为：/n第一步：G-四联体二级结构预测：/n对于获得的核苷酸序列，使用核酸G-四联体结构分析网站QGRS Mapper 预测其二级结构；在QGRS Mapper网站中，对所有可能出现的G-四联体二级结构进行打分，得分越高，作为此结构存在的可能性越大，取得分最高者；/n第二步：G-四联体三级拓扑构型预测：/n使用三维核酸结构的可视化建模网站3D-Nus 的G-Quadruplex模块对最高分数的二级结构进行G-四联体拓扑构型预测，得到G-四联体的三级拓扑构型；/n第三步：核酸适配体末端补全和结构优化：/n对于获得的...

【技术特征摘要】
1.一种靶向生物毒素的G-四联体式核酸适配体三级结构预测方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：G-四联体二级结构预测：
对于获得的核苷酸序列，使用核酸G-四联体结构分析网站QGRSMapper预测其二级结构；在QGRSMapper网站中，对所有可能出现的G-四联体二级结构进行打分，得分越高，作为此结构存在的可能性越大，取得分最高者；
第二步：G-四联体三级拓扑构型预测：
使用三维核酸结构的可视化建模网站3D-Nus的G-Quadruplex模块对最高分数的二级结构进行G-四联体拓扑构型预测，得到G-四联体的三级拓扑构型；
第三步：核酸适配体末端补全和结构优化：
对于获得的适配体G-四联体三级拓扑构型，利用AutoPSFVMD插件补全适配体的5'端和3'端，以获得核酸适配体的全长三级结构模型；由于四个鸟嘌呤形成的平面中心之间的金属阳离子是维持G-四联体结构的要素，对于不同G-四联拓扑构型，维持其结构稳定的阳离子种类不同，主要为K+、Mg2+，故在G-四联体的中心放置相应的金属阳离子来稳定G-四联体；
经过上述处理后，使用版本2.10NAMD程序对每个三级结构模型进行至少5000次迭代的能量最小化处理，以消除不合理的核酸结构；
第四步：温度依赖型分子动力学模拟：
本步骤旨在评估其结构的热稳定性；温度依赖型分子动力学模拟包括两个过程：恒温分子动力学模拟和升温分子动力学模拟；其中，恒温分子动力学模拟过程，是将第三步获得的每个模型的三级结构模型放置于293K下保持不少于10ns的时间，从而获得稳定性更好的三级结构模型；随后系统升温，进行升温分子动力学模拟，即每个模型的模拟温度在不少于4ns的时间内逐渐从293K升高到693K，使核酸能够克服能垒来完成所有可能的结构转变；由此获得了每个合理的全长三级结构模型的分子动力学模拟轨迹，这些轨迹显示了每个结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强，刘建平，章琪，李干，宋梦华，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31