计算设计以信封蛋白为靶点的抗登革热病毒肽抑制剂与初步实验验证

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21603180
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0302.化学模拟与应用
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Dengue fever is mosquito-borne disease caused by Dengue Virus(DENV). There are about 390 million infection cases of dengue fever each year,there is no effective vaccine for DENV. The infection by DENV is initiated by fusion of the viral and cellular membranes, the self-inhibitory peptides derived from the envelope(E) protein function to inhibit the protein-protein interactions, thus they may have the potential to be developed into effective antiviral therapy. This project will focus on designing of anti DENV peptide inhibitors from E protein.To begin with, based on the Monte-Carlo computational method, the statistical potentials added with E proteins could show paramount accuracy compared with non-specific statistical potentials.Moreover, Evolutionary algorithm is effective to further optimize peptides obtained from the Monte-Carlo algorithm. Futhermore,we developed support vector machine models which elucidated the relationship between feature properties of E peptide inhibitors and antivirus activity,and using the models to screen the potential peptide inhibitors could increase the pertinence.Finally,biology experiment would be used for the validation,which mainly include treatment of cells with peptide inhibitors for pre or post-infection of DENV and toxicity of cells with peptide inhibitors. Therefore, those peptide inhibitors could be developed as a leading compound for the treatment or vaccine for DENV.
登革热是一种由登革热病毒引起蚊媒传染病,全世界约有3.9亿人受到感染,目前还没有针对登革热的有效疫苗。信封蛋白在病毒感染的膜融合过程中起到调节作用,来自于信封蛋白的肽抑制剂可以阻断膜融合这一过程,从而可能成为潜在的抗病毒药物。本项目拟设计以信封蛋白为靶点的抗登革热病毒的有效肽抑制剂。首先,在我们前期开发的蒙特卡洛算法中,使用统计势来评价信封蛋白的稳定性,加入信封蛋白的特异性对统计势进行优化会更有针对性。其次,在蒙特卡洛算法基础上加入遗传算法,可以对可能的抗登革热病毒肽抑制剂做进一步优化。再次,我们用支持向量机方法建立了有效肽抑制剂的物化性质和活性之间的关系模型,将模型和前期算法进行整合,通过模型进行肽抑制剂的选择更具有可靠性。最后,再通过生物学实验进行验证,主要包括病毒感染前后肽抑制剂对病毒的抑制实验和肽抑制剂对细胞的毒性检测实验。从而开发出抗登革热病毒的有效药物或疫苗的先导化合物。

结项摘要

登革热病毒严重威胁了人类的健康,目前仍无有效的治疗措施。膜融合是登革热病毒入侵细胞的第一步,信封蛋白的构象变化在膜融合过程中起到关键作用,因此研发针对信封蛋白的肽抑制剂为治疗登革热提供了潜在的重要靶点。本实验设计了优化针对该蛋白的肽抑制剂的遗传算法,分别使用三种不同的选择算子:轮盘法、锦标赛法和并行法,对初始父代进行300代的优化,通过比较发现并行法的结果较好,命名最优的结果为DN58ga,与此同时还获得了一些多肽衍生物,通过计算验证,这些多肽比父代表现出更好的与登革热病毒信封蛋白的结合能力。这些新的肽抑制剂有可能打断融合过程中的蛋白-蛋白相互作用,并有望作为开发登革热病毒信封蛋白新型抑制剂的起点。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Dengue envelope domain III-peptide binding analysis via tryptophan fluorescence quenching assay
通过色氨酸荧光猝灭分析进行登革热包膜结构域 III-肽结合分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Chemical and Pharmaceutical Bulletin
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    A Baharuddin;A A Hassan;R Othman;Y Xu;M Huang;B A Tejo;R Yusof;NAbd Rahman;S Othman
  • 通讯作者:
    S Othman
3D-QSAR, molecular docking, and molecular dynamics simulation study of thieno[3,2-b]pyrrole- 5-carboxamide derivatives as LSD1 inhibitors
噻吩并[3,2-b]吡咯-5-甲酰胺衍生物作为LSD1抑制剂的3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    RSC Adv.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yongtao Xu;Zihao He;Hongyi Liu;Yifan Chen;Yunlong Gao;Songjie Zhang;Meiting Wang;Xiaoyuan Lu;Chang Wang;Zongya Zhao;Yan Liu;Junqiang Zhao;Yi Yu;Min Yang
  • 通讯作者:
    Min Yang
Investigating the Binding Mode of Reversible LSD1 Inhibitors Derived from Stilbene Derivatives by 3D-QSAR, Molecular Docking, and Molecular Dynamics Simulation
通过 3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟研究二苯乙烯衍生物衍生的可逆 LSD1 抑制剂的结合模式
  • DOI:
    10.3390/molecules24244479
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    molecules
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yongtao Xu;Zihao He;Min Yang;Yunlong Gao;Linfeng Jin;Meiting Wang;Yichao Zheng;Xiaoyuan Lu;Songjie Zhang;Chang Wang;Zongya Zhao;Junqiang Zhao;Qinghe Gao;Yingchao Duan
  • 通讯作者:
    Yingchao Duan
使用遗传算法优化登革热病毒信封蛋白的肽抑制剂
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    河南师范大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贺子豪;赵俊强;杨敏;张松杰;徐永涛
  • 通讯作者:
    徐永涛
Dense U-net Based on Patch-Based Learning for Retinal Vessel Segmentation
基于斑块学习的密集U-net视网膜血管分割
  • DOI:
    10.3390/e21020168
  • 发表时间:
    2019-02-12
  • 期刊:
    Entropy
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Wang C;Zhao Z;Ren Q;Xu Y;Yu Y
  • 通讯作者:
    Yu Y

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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