In-silico prediction of protein-peptide interactions.
蛋白质-肽相互作用的计算机预测。
基本信息
- 批准号:10653086
- 负责人:
- 金额:$ 40.73万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2011
- 资助国家:美国
- 起止时间:2011-04-15 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Amino AcidsAreaArtificial IntelligenceAutomobile DrivingAwardBenchmarkingBindingBinding ProteinsBiologicalBiological AvailabilityBiological ProcessBiomedical ResearchCell physiologyCellsChemicalsCollaborationsCommunitiesComplexComputational BiologyComputer softwareCyclic PeptidesData SetDevelopmentDiseaseDockingDocumentationDrug DesignEducational workshopFeedbackFree EnergyFundingGoalsHalf-LifeInfluenzaInsulinLibrariesLicensingLigandsMachine LearningMalignant NeoplasmsMarketingMathematicsMediatingMedicineMetabolic DiseasesMethodsModelingModernizationMutatePathway interactionsPeptidesPerformancePeripheralPermeabilityPharmaceutical PreparationsPlayProcessProductionPropertyProteinsRenaissanceResearchRoleScientistSet proteinSignal PathwaySoftware EngineeringSoftware FrameworkSoftware ToolsSoftware ValidationSpecificityStructureTechniquesTestingTherapeuticThrombosisToxic effectTrainingUpdateValidationWorkcombinatorialcomplex datacomputerized toolscomputing resourcesdesignflexibilityglobular proteingraphical user interfaceimprovedin silicoinsightinterestinteroperabilitynovelopen sourcepeptide drugpredictive toolsprogramsprotein protein interactionreceptorscreeningsmall moleculesuccesssymposiumtherapeutic targettooltranslational applicationstranslational modeltranslational studyusabilityvirtual screening
项目摘要
IN-SILICO PREDICTION OF PROTEIN-PEPTIDE INTERACTIONS
Automated docking methods are used extensively for gaining a mechanistic understanding of the molecular
interactions underpinning cellular processes. While these tools work well for small molecules they perform
poorly for peptides and cannot handle Intrinsically Disordered Proteins (IDPs) which play very important roles
in these processes. The goal of this project is the development of an efficient and practical peptide docking
software, useful for designing therapeutic peptides and gaining insight into IDPs binding ordered proteins.
The proposed software supports biomedical applications ranging from investigating chemical pathways to
designing and optimizing therapeutic molecules for diseases such as cancer and metabolic disorders. Under the
previous award we developed and released a new method for docking fully-flexible peptides with up to 20
standard amino acids: AutoDock CrankPep (ADCP). We showed that it outperforms current state-of-the-art
docking methods. For the next award, we propose to: 1) further develop ADCP to support docking IPDs with up
to 70 amino acids and improve support for therapeutic peptides containing modified amino acids and complex
macrocycles; 2) develop peptide-specific scoring functions to increase docking success rates and methods for
predicting the free energy of binding of peptides. This will be done by exploiting the latest advances in
statistical potentials for docking, as well as applying machine-learning techniques; 3) test and validate the
software on our datasets, community benchmarks, and through our collaborations with outstanding biologists
working on biomedical applications spanning from designing drugs for thrombosis and influenza, to modeling
IDPs interacting with globular proteins; and 4) document the software and release it under an open source
license on a regular basis along with datasets we compile and update on regularly.
The proposed research will occur in the context of collaborations with experimental biologists working on
highly relevant biomedical projects and providing experimental feedback and validation. In addition, this
project will benefit from various collaborations with experts in the fields of computational biology, applied
mathematics and artificial intelligence. This docking software tool will be developed by applying best practices
in software engineering and be implemented as a modular, extensible, component-based software framework
for peptide docking. This docking engine will be part of the widely used AutoDock software suite. The ability
to model complexes formed by proteins and fully-flexible peptides or IDPs is in high demand and will greatly
extend the range of peptide-based therapeutic approaches for which automated docking can be successfully
applied. It will also support gaining insights into interactions of IDPs with proteins. As such, it will impact the
research of many medicinal chemists and biologist and extend the use of computational tools to a wider
community of scientists, thereby supporting the advancement of biomedical research.
蛋白质肽相互作用的核内预测
自动对接方法广泛用于获得对分子的机械理解
相互作用的基础是细胞过程。尽管这些工具适合执行的小分子
肽的较差,无法处理内在无序的蛋白质(IDP),这些蛋白质起着非常重要的作用
在这些过程中。该项目的目的是开发高效且实用的肽对接
软件,可用于设计治疗性肽并获得对IDP结合有序蛋白的见解。
所提出的软件支持从研究化学途径到的生物医学应用
为癌症和代谢疾病等疾病设计和优化治疗分子。在
以前的奖项我们开发并发布了一种新的方法,用于对接完全柔滑的肽,最多20
标准氨基酸:Autodock CrankPep(ADCP)。我们表明,它的表现优于当前最新
对接方法。对于下一个奖项,我们建议:1)进一步开发ADCP,以支持对接IPD
至70个氨基酸,并改善对含有改良氨基酸和复合物的治疗性肽的支持
大环; 2)开发特定肽的评分功能,以提高对接成功率和方法
预测肽结合的自由能。这将通过利用最新进展来完成
对接的统计潜力以及应用机器学习技术; 3)测试并验证
我们的数据集,社区基准和通过我们与杰出生物学家的合作中的软件
从设计从设计用于血栓形成和流感的药物到建模的生物医学应用。
IDP与球形蛋白相互作用; 4)记录软件并将其释放在开源下
定期许可与数据集一起,我们定期编译和更新。
拟议的研究将在与从事的实验生物学家合作的背景下进行
高度相关的生物医学项目,并提供实验反馈和验证。此外,这
项目将受益于与计算生物学领域专家的各种合作,应用
数学和人工智能。该对接软件工具将通过采用最佳实践来开发
在软件工程中,并作为模块化,可扩展的,基于组件的软件框架实现
用于肽对接。该对接引擎将是广泛使用的Autodock软件套件的一部分。能力
建模由蛋白质和完全充满活力的肽或IDP形成的复合物,需求量很高,将大大
扩展可以成功进行自动对接的基于肽的治疗方法的范围
应用。它还将支持获得与IDP与蛋白质相互作用的见解。因此,它将影响
许多药物学家和生物学家的研究,并将计算工具的使用扩展到更广泛
科学家社区,从而支持生物医学研究的发展。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Improving Docking Power for Short Peptides Using Random Forest.
- DOI:10.1021/acs.jcim.1c00573
- 发表时间:2021-06-28
- 期刊:
- 影响因子:5.6
- 作者:Sanner MF;Dieguez L;Forli S;Lis E
- 通讯作者:Lis E
Computational protein-ligand docking and virtual drug screening with the AutoDock suite.
- DOI:10.1038/nprot.2016.051
- 发表时间:2016-05
- 期刊:
- 影响因子:14.8
- 作者:Forli S;Huey R;Pique ME;Sanner MF;Goodsell DS;Olson AJ
- 通讯作者:Olson AJ
Activated protein C light chain provides an extended binding surface for its anticoagulant cofactor, protein S.
活化的蛋白 C 轻链为其抗凝辅助因子蛋白 S 提供了扩展的结合表面。
- DOI:10.1182/bloodadvances.2017007005
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:7.5
- 作者:Fernández,JoséA;Xu,Xiao;Sinha,RanjeetK;Mosnier,LaurentO;Sanner,MichelF;Griffin,JohnH
- 通讯作者:Griffin,JohnH
Docking Flexible Cyclic Peptides with AutoDock CrankPep.
- DOI:10.1021/acs.jctc.9b00557
- 发表时间:2019-10-08
- 期刊:
- 影响因子:5.5
- 作者:Zhang Y;Sanner MF
- 通讯作者:Sanner MF
AutoDockFR: Advances in Protein-Ligand Docking with Explicitly Specified Binding Site Flexibility.
- DOI:10.1371/journal.pcbi.1004586
- 发表时间:2015-12
- 期刊:
- 影响因子:4.3
- 作者:Ravindranath PA;Forli S;Goodsell DS;Olson AJ;Sanner MF
- 通讯作者:Sanner MF
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