基于氨基酸接触能网络的蛋白质结合位点分析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31600671
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0504.物理生物学
  • 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

Protein-protein interactions (PPIs) were involved in almost all the biological processes, thus researches on these interactions were quite important for understanding the pathogenesis of disease and the prediction of drug targets. The analysis of protein-protein binding sites is a critical step for PPIs understanding. The amino acids network model become an emerging paradigm in protein science. In this project, we will systematically analyze the characteristics of the binding sites in protein complexes. We will first construct the amino acid contact energy networks (AACENs) and node-weighted AACENs (NWAACENs) models for protein complexes. Next, based on these network model, we will explore the differences features of binding sites between homo-oligomers and hetero-oligomers through computing the network parameters of binding sites in the networks of monomers and oligomers. Then, the characteristics of binding sites of disordered proteins, who could interact with different proteins to form different protein complexes, will be analyzed and the subnetworks’ topological structure of disordered protein in different complexes will be also compared. At last, the features of binding sites in ‘vehicle of transcription’-RNA polymerase that interact with key proteins in transcription will be explored by the above methods. The findings of the project will provide the basic characteristics for binding sites of different complexes, theoretical evidences for protein-protein binding sites personalized prediction and guidance for finding drug targets.
很多重要的生物过程都是在蛋白质-蛋白质相互作用的参与下完成的,研究这种相互作用关系对理解疾病发生原因、预测药物靶点都有重要的指导意义。基于复杂网络的氨基酸网络模型为蛋白质研究提供了新的范式。本项目将系统地对蛋白质复合物中结合位点的网络性质进行分析。首先,我们将建立蛋白质复合物的氨基酸接触能网络和点加权氨基酸接触能网络。然后基于此网络模型,从中心性、连通性、模块化等网络性质着手比较同源寡聚体和异源寡聚体中结合位点的性质。接着研究可与多个蛋白质结合的无序蛋白上结合位点的网络性质并对复合物中无序蛋白对应子网络进行网络层次的比较分析。最后将上述基于网络的方法应用到“转录机器”的结合位点分析中。通过本项目将得到不同类型蛋白质复合物结合位点的规律和网络特征,为蛋白质结合位点的研究提供新的方法和思路,为蛋白质结合位点个性化预测提供理论依据,为寻找新的药物靶点提供一定的指导。

结项摘要

蛋白质在大多数生物功能和过程中起着不可或缺的作用,但它们的大部分综合性和多样性的功能仍然不明确。网络理论越来越多地应用于描述复杂的生物系统,包括蛋白质。在本项目中,我们首先总结评价了用于描述生物系统的一般氨基酸网络(amino acids network)模型,然后给出了这些网络参数作为药物设计拓扑指标的一些最新应用。这些网络模型使依赖变构效应的新药开发成为可能。接着我们提出了一种节点加权的AAN策略,称为点加权氨基酸接触能量网络(node-weighted amino acid contact energy network, NACEN),用于蛋白质功能残基(FRs)的表征和预测。结果表明,用NACEN参数表征比用未加权网络参数表征的更易区分FRs和非FRs。NACEN具有较少的分类特征就可鉴别FR,并为变构调控提供残基水平预测。该策略可方便地应用于其它功能残基的识别。开发了一个用于NACEN构建和分析的R包和web服务器。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Deciphering the role of dimer interface in intrinsic dynamics and allosteric pathways underlying the functional transformation of DNMT3A
破译二聚体界面在 DNMT3A 功能转化的内在动力学和变构途径中的作用
  • DOI:
    10.1016/j.bbagen.2018.04.015
  • 发表时间:
    2018-07-01
  • 期刊:
    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Liang, Zhongjie;Hu, Junchi;Luo, Cheng
  • 通讯作者:
    Luo, Cheng
PON-tstab: Protein Variant Stability Predictor. Importance of Training Data Quality.
PON-tstab:蛋白质变异稳定性预测器。
  • DOI:
    10.3390/ijms19041009
  • 发表时间:
    2018-03-28
  • 期刊:
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Yang Y;Urolagin S;Niroula A;Ding X;Shen B;Vihinen M
  • 通讯作者:
    Vihinen M
Intrinsically disordered domains: Sequence disorder function relationships
本质无序域:序列无序函数关系
  • DOI:
    10.1002/pro.3680
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Protein Science
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Zhou Jianhong;Oldfield Christopher J;Yan Wenying;Shen Bairong;Dunker A Keith
  • 通讯作者:
    Dunker A Keith
ProTstab - predictor for cellular protein stability
ProTstab - 细胞蛋白质稳定性的预测因子
  • DOI:
    10.1186/s12864-019-6138-7
  • 发表时间:
    2019-11-04
  • 期刊:
    BMC GENOMICS
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Yang, Yang;Ding, Xuesong;Vihinen, Mauno
  • 通讯作者:
    Vihinen, Mauno
Recent Advances on the Network Models in Target-based Drug Discovery
基于目标的药物发现网络模型的最新进展
  • DOI:
    10.2174/1568026618666180719152258
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    CURRENT TOPICS IN MEDICINAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Yan,Wenying;Zhang,Daqing;Hu,Guang
  • 通讯作者:
    Hu,Guang

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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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