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细胞穿膜肽的穿膜活性与序列特征的关系
被引量：
2
1
作者
曹赞霞
董川
+1 位作者
赵立岭
王吉华
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期75-82,共8页
细胞穿膜肽(cell penetrating peptides,CPPs)是一种小分子多肽,能够容易地穿过细胞膜.这类分子,尤其是具有靶向功能的CPPs为高效率投送药物到靶细胞带来希望.因此,对其展开研究对于生物医学有着一定的意义.本工作主要从序列水平对具有...
细胞穿膜肽(cell penetrating peptides,CPPs)是一种小分子多肽,能够容易地穿过细胞膜.这类分子,尤其是具有靶向功能的CPPs为高效率投送药物到靶细胞带来希望.因此,对其展开研究对于生物医学有着一定的意义.本工作主要从序列水平对具有不同穿膜活性的CPPs进行研究,试图找出影响CPPs穿膜活性的因素,以及不同活性CPPs与非穿膜肽(Non CPPs)序列上的差异,并引入一种分析生物序列的方法.我们基于CPPsite数据库和不同的文献获取CPPs和Non CPPs序列,并进一步从CPPs序列中提取具有高、中、低穿膜活性的穿膜肽(HCPPs、MCPPs、LCPPs)用于构建数据集.基于这些数据集,开展了以下研究:首先,利用方差分析的方法,对不同活性的CPPs以及Non CPPs的氨基酸及二级结构组成进行分析,发现氨基酸的静电与疏水相互作用对CPPs的穿膜活性起到了重要影响,同时螺旋结构和无规卷曲也会影响CPPs的穿膜活性;其次,使用理化性质与长度将不同活性的CPPs展示在二维平面上,发现在某些特殊的性质下不同活性的CPPs与Non CPPs可以产生聚簇现象,HCPPs、MCPPs以及LCPPs和Non CPPs被分成了三簇,这种现象显示了它们之间的差异;最后,本文引入了生物序列理化质心的概念,将组成序列的残基看作质点,进而把序列抽象成质点系进行研究,并将此方法应用到CPPs的分析中,通过PCA方法将不同活性的CPPs投射到三维平面上,结果发现绝大部分CPPs聚在一起,部分LCPPs与Non CPPs聚在一起.此工作对于CPPs的设计,以及理解不同活性CPPs序列上的差异具有一定的意义.另外,本文引入的生物序列理化质心的分析方法也可以用于其他生物问题的分析,同时它们可以作为某些生物分类问题的输入参数,在模式识别中起到一定的作用.
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关键词
细胞穿膜肽(CPPs)
穿膜活性
序列差异
理化质心
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职称材料
计算方法研究HIV-1蛋白酶及其变异与小分子GRL-0519的相互作用
2
作者
李高峰
扈国栋
+2 位作者
张晨
季保华
王吉华
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期783-791,共9页
艾滋病病毒在世界范围内的传播,严重地威胁到人们的身心健康.HIV-1蛋白酶的残基变异严重地削弱了药物的治疗效果.为了研究残基变异D30N、I54M和V82A对蛋白酶结合抑制剂GRL-0519的影响,本研究进行了4个30 ns的分子动力学(MD)模拟,并采用...
艾滋病病毒在世界范围内的传播,严重地威胁到人们的身心健康.HIV-1蛋白酶的残基变异严重地削弱了药物的治疗效果.为了研究残基变异D30N、I54M和V82A对蛋白酶结合抑制剂GRL-0519的影响,本研究进行了4个30 ns的分子动力学(MD)模拟,并采用溶解相互自由能(SIE)方法计算了蛋白酶和抑制剂的结合能.计算结果表明,极性相互作用不利于变异的蛋白酶结合抑制剂,而对于野生型的蛋白酶(WT),极性相互作用有微弱的贡献,极性相互作用是残基变异抗药性的主要原因,计算得到的总结合能与实验的数据一致.为了说明每个残基在抗药性中的贡献,采用分子力场的方法计算了每一个残基与小分子作用的范德华作用能,并分析了抑制剂与蛋白酶形成的氢键.范德华作用分析表明,V82A残基变异对结合模式的影响较小,相对于WT,D30N有5个残基的范德华贡献差异大于0.4 kcal/mol,I54M残基变异的蛋白酶有6个残基.氢键的分析说明,D30N和I54M变异丢失了几个氢键;范德华作用和氢键的分析结果与SIE的计算结果一致.研究结果为设计新的更有效的抗HIV-1蛋白酶变异的抑制剂提供了理论指导.
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关键词
HIV-1蛋白酶
抑制剂
分子动力学模拟
结合自由能
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职称材料
题名
细胞穿膜肽的穿膜活性与序列特征的关系
被引量：
2
1
作者
曹赞霞
董川
赵立岭
王吉华
机构
德州学院山东省生物物理重点实验室
德州
学院
物理
与电子信息
学院
电子科技大学生命科学与技术
学院
生物
信息学中心
出处
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期75-82,共8页
基金
国家自然科学基金(31000324
61271378
+4 种基金
11447004)
山东省自然科学基金(ZR2012CL09
ZR2014AL014
ZR2014JL006)
山东省泰山学者资助项目~~
文摘
细胞穿膜肽(cell penetrating peptides,CPPs)是一种小分子多肽,能够容易地穿过细胞膜.这类分子,尤其是具有靶向功能的CPPs为高效率投送药物到靶细胞带来希望.因此,对其展开研究对于生物医学有着一定的意义.本工作主要从序列水平对具有不同穿膜活性的CPPs进行研究,试图找出影响CPPs穿膜活性的因素,以及不同活性CPPs与非穿膜肽(Non CPPs)序列上的差异,并引入一种分析生物序列的方法.我们基于CPPsite数据库和不同的文献获取CPPs和Non CPPs序列,并进一步从CPPs序列中提取具有高、中、低穿膜活性的穿膜肽(HCPPs、MCPPs、LCPPs)用于构建数据集.基于这些数据集,开展了以下研究:首先,利用方差分析的方法,对不同活性的CPPs以及Non CPPs的氨基酸及二级结构组成进行分析,发现氨基酸的静电与疏水相互作用对CPPs的穿膜活性起到了重要影响,同时螺旋结构和无规卷曲也会影响CPPs的穿膜活性;其次,使用理化性质与长度将不同活性的CPPs展示在二维平面上,发现在某些特殊的性质下不同活性的CPPs与Non CPPs可以产生聚簇现象,HCPPs、MCPPs以及LCPPs和Non CPPs被分成了三簇,这种现象显示了它们之间的差异;最后,本文引入了生物序列理化质心的概念,将组成序列的残基看作质点,进而把序列抽象成质点系进行研究,并将此方法应用到CPPs的分析中,通过PCA方法将不同活性的CPPs投射到三维平面上,结果发现绝大部分CPPs聚在一起,部分LCPPs与Non CPPs聚在一起.此工作对于CPPs的设计,以及理解不同活性CPPs序列上的差异具有一定的意义.另外,本文引入的生物序列理化质心的分析方法也可以用于其他生物问题的分析,同时它们可以作为某些生物分类问题的输入参数,在模式识别中起到一定的作用.
关键词
细胞穿膜肽(CPPs)
穿膜活性
序列差异
理化质心
Keywords
cell penetrating peptides （CPPs）, penetrating activities, sequence differences, physico-chemical mass center
分类号
Q615 [生物学—生物物理学]
Q7 [生物学—分子生物学]
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职称材料
题名
计算方法研究HIV-1蛋白酶及其变异与小分子GRL-0519的相互作用
2
作者
李高峰
扈国栋
张晨
季保华
王吉华
机构
德州
学院
物理
与电子信息
学院
德州学院山东省生物物理重点实验室
出处
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期783-791,共9页
基金
国家自然科学基金(11447004
61671107)
+1 种基金
山东省自然科学基金(ZR2014JL006)
山东省泰山学者基金资助项目~~
文摘
艾滋病病毒在世界范围内的传播,严重地威胁到人们的身心健康.HIV-1蛋白酶的残基变异严重地削弱了药物的治疗效果.为了研究残基变异D30N、I54M和V82A对蛋白酶结合抑制剂GRL-0519的影响,本研究进行了4个30 ns的分子动力学(MD)模拟,并采用溶解相互自由能(SIE)方法计算了蛋白酶和抑制剂的结合能.计算结果表明,极性相互作用不利于变异的蛋白酶结合抑制剂,而对于野生型的蛋白酶(WT),极性相互作用有微弱的贡献,极性相互作用是残基变异抗药性的主要原因,计算得到的总结合能与实验的数据一致.为了说明每个残基在抗药性中的贡献,采用分子力场的方法计算了每一个残基与小分子作用的范德华作用能,并分析了抑制剂与蛋白酶形成的氢键.范德华作用分析表明,V82A残基变异对结合模式的影响较小,相对于WT,D30N有5个残基的范德华贡献差异大于0.4 kcal/mol,I54M残基变异的蛋白酶有6个残基.氢键的分析说明,D30N和I54M变异丢失了几个氢键;范德华作用和氢键的分析结果与SIE的计算结果一致.研究结果为设计新的更有效的抗HIV-1蛋白酶变异的抑制剂提供了理论指导.
关键词
HIV-1蛋白酶
抑制剂
分子动力学模拟
结合自由能
Keywords
HIV-1 protease
inhibitor
MD simulation
binding free energy
分类号
Q641.12 [生物学—生物物理学]
Q615 [生物学—生物物理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
细胞穿膜肽的穿膜活性与序列特征的关系
曹赞霞
董川
赵立岭
王吉华
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2016
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
计算方法研究HIV-1蛋白酶及其变异与小分子GRL-0519的相互作用
李高峰
扈国栋
张晨
季保华
王吉华
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2017
0
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职称材料
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