一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法技术

本发明专利技术提供一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法，包括：（1）构建跨膜螺旋的结构拓扑模型：先构建G蛋白偶联受体的7个跨膜螺旋的几何结构拓扑模型；（2）预测所述跨膜螺旋的结构拓扑模型，分为四个阶段：（21）第一阶段为识别跨膜螺旋区域；（22）第二阶段为优化跨膜螺旋间的相对位置；（23）第三阶段为优化每个螺旋在膜内的自转朝向；（24）第四阶段为优化每个螺旋与膜的倾斜角度；（3）Loop重建：用Loop片段插入连结7个螺旋，最后将整体结构进行小幅度的优化。本发明专利技术方法针对跨膜螺旋的空间结构特点，建立兼顾保守性与多样性的结构拓扑模型，并利用该模型形成了四阶段的结构优化方法，试图获得采样广度与深度的平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法
本专利技术涉及G蛋白偶联受体结构预测
，尤其涉及一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法。
技术介绍
2012年两位美国科学家因在G蛋白偶联受体（G-protein-coupledreceptors，下文简称GPCR）的卓越研究获得了诺贝尔化学奖。研究GPCR的主要意义在于：它是人体内最大的信号传导蛋白质超家族，可以与激素、神经递质、光、气味分子等小分子物质发生相互作用，在细胞信号传递中发挥着重要作用。人类重大疾病的发生往往都与GPCR功能紊乱有关。据统计，目前世界前200个最畅销药物中超过10%都是以GPCR为靶点。GPCR是嵌在生物膜上的一类特殊的膜蛋白，一般需要与生物膜结合才能形成稳定的天然（Native）构象，这使得用核磁共振（NMR，NuclearMagneticResonance）和X射线晶体衍射（X-ray）方法来获得GPCRs的三维结构变得异常困难。这也导致三维结构的GPCRs数量远落后于序列测定的数量。目前，人类基因组大约已经测定了800个左右的GPCR序列，解构的目标只有近10个。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：（1）构建跨膜螺旋的结构拓扑模型：先构建G蛋白偶联受体的7个跨膜螺旋的几何结构拓扑模型，所述跨膜螺旋的几何结构拓扑模型包括螺旋与螺旋之间的结构拓扑、螺旋与膜之间的结构拓扑；（2）预测所述跨膜螺旋的结构拓扑模型，分为以下四个阶段：（21）第一阶段为识别跨膜螺旋区域：根据G蛋白偶联受体的序列信息预测出可能的跨膜螺旋区域；（22）第二阶段为优化跨膜螺旋间的相对位置：通过对第j个螺旋在空间位置上的平移，利用能量函数e对G蛋白偶联受体构象进行能量计算，选择能量最小的G蛋白偶联受体构象，其中，1≤j≤7；（23）第三...

【技术特征摘要】
1.一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：（1）构建跨膜螺旋的结构拓扑模型：先构建G蛋白偶联受体的7个跨膜螺旋的几何结构拓扑模型，所述跨膜螺旋的几何结构拓扑模型包括螺旋与螺旋之间的结构拓扑、螺旋与膜之间的结构拓扑；（2）预测所述跨膜螺旋的结构拓扑模型，分为以下四个阶段：（21）第一阶段为识别跨膜螺旋区域：根据G蛋白偶联受体的序列信息预测出可能的跨膜螺旋区域；（22）第二阶段为优化跨膜螺旋间的相对位置：通过对第j个螺旋在空间位置上的平移，利用能量函数e对G蛋白偶联受体构象进行能量计算，选择能量最小的G蛋白偶联受体构象，其中，1≤j≤7；（23）第三阶段为优化每个螺旋在膜内的自转朝向：通过对所述第j个螺旋以螺旋轴为中心轴自转i度，利用能量函数e对G蛋白偶联受体构象进行能量计算，选择能量最小的G蛋白偶联受体构象；（24）第四阶段为优化每个螺旋与膜的倾斜角度：对膜平面法线与所述第j个螺旋的螺旋轴的夹角进行优化，利用能量函数e对G蛋白偶联受体构象进行能量计算，选择能量最小的G蛋白偶联受体构象；（3）Loop重建：用Loop片段插入连结7个所述跨膜螺旋，最后将G蛋白偶联受体整体结构进行小幅度的优化。2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤（1）中所述螺旋与螺旋之间的结构拓扑是所述螺旋在所述膜平面上的垂直投影，体现所述螺旋与螺旋之间的2D距离关系。3.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤（1）中所述螺旋与膜之间的结构拓扑体现所述螺旋与所述膜平面之间的几何...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕强，吴宏杰，权丽君，李海鸥，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：