开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、研究背景
研究蛋白质-蛋白质的相互作用,对于理解生命过程是十分重要的。随着 X 射线晶体衍射等技术的发展,众多单体蛋白质的分子结构我们已经获知,但是,对于药物设计极其重要的数不胜数的蛋白质复合物的结晶化合结构确定,仍然是一项艰巨的任务。因此,我们需要快速而准确的预测蛋白质-蛋白质复合物结构的计算方法。研究蛋白质-蛋白质相互作用的重要一步就是蛋白质对接。蛋白质对接可以简单定义为通过计算方法找到两个蛋白质形成的稳定复合物的结构。
二、研究目的和意义
分子对接方法在药物研究领域发挥了重要作用,为先导化合物的发现和优化提供了有效的工具。研究小分子探针与细胞内生物大分子的相互作用,确认小分子在生物体内的作用靶点,为新药开发寻找新的突破口;以结构生物学为基础,对正常生理过程中及与肝癌、肝炎等疾病相关的重要蛋白质的结构和功能进行系统的研究与分析,得到蛋白质药靶的三维结构,进行药物与靶标蛋白相互作用的动力学模拟研究;同时充分利用现有药物分子或中草药有效成分,经修饰和优化,设计具有更高活性的先导化合物。蛋白质对接可分为刚性对接,半柔性对接和柔性对接,本文所要研究的蛋白质-蛋白质对接属于刚性对接。在蛋白质-蛋白质对接算法中,FFT 方法是应用广泛的一类方法。FFT 方法主要用于蛋白质初步对接(Initial-stage Docking)。FFT 算法对不同的复合体构象进行打分,其中几何匹配是最主要的打分,利用几何匹配可以解决刚体对接的问题。FT-Dock (Fourier Transform Dock) 最早版本是由 Gabb 小组在 1997 年完成的。FT-Dock 沿用了 1992 年 Katchalski-Katzir 的基本思想,把傅立叶变换的算法加入到对接方法中,用几何匹配作为最基本的打分函数,同时也添加了离散化的库仑静电模型。他们发现,添加静电模型后的算法比纯几何匹配模型能更加准确地预测复合体结构。在此基础上,我们应用另一种静电打分函数广义波恩模型,将其与库伦静电模型进行比较,初步探索其用于蛋白质对接的可行性。
三、实验内容
1.安装ubuntu系统
2.FT-DOCK程序的编译安装
将从FT-DOCK网页下载的源代码进行解压。然后在Linux系统中编译安装该程序。步骤如下:先安装FFTW库,安装完毕后进入FT-DOCK所在文件夹路径,进行编译安装,此步成功操作后将产生ft-dock,build以及randomspin三个程序,即安装完毕。因为FT-DOCK所用的静电打分函数为库伦模型,而本文所要研究的为广义波恩模型对于对接的可行性,在此我们将广义波恩静电模型应用到FT-DOCK中,同样对其进行编译安装,以进行后期对接实验。
3.对蛋白质文件进行预处理
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