蛋白-蛋白对接

背景

蛋白质-蛋白质对接概述

蛋白质-蛋白质相互作用对许多细胞过程至关重要，例如代谢、信号通路、基因调控和细胞通讯。尽管大规模蛋白质组学研究不断发现更多相互作用的蛋白质，但只有少数潜在的复合物能够在实验中直接研究。了解蛋白质-蛋白质相互作用的结构是了解其作用机制以及参与相互作用的蛋白质实际功能的关键。然而，获取这些复合物的晶体结构比获取单个蛋白质的晶体结构更困难，而且许多相互作用持续时间较短，这使得晶体学和核磁共振（NMR）等传统研究方法面临挑战。因此，人们越来越需要快速有效的计算方法来可靠地预测这些相互作用的结构。

蛋白质对接就是利用计算机通过已解析的单个蛋白质结构预测蛋白质在活细胞中如何形成复合物。在迈博睿生物，我们使用顶尖的对接软件来确定两种蛋白质如何结合在一起形成稳定的复合物。对接过程包含两个关键部分：1) 创建一系列可能的构型，希望其中一种几乎正确；2) 使用评分选出最佳匹配。我们首先使用快速傅里叶变换 (FFT) 进行刚体全局搜索，探索一种蛋白质如何围绕固定的伴侣旋转和移动。如果我们知道结合位点的位置，我们就会缩小搜索范围。然后，根据我们生成的构象之间的契合程度、静电相互作用以及脱溶处理方式对其进行评分和排序。我们对结果进行聚类，以找到最常见的低能形状，并通过能量最小化进一步优化这些结构。

图1. 蛋白质对接过程示意图。(Kong R, et al ., J Chem Inf Model. 2019)

应用和优势

了解疾病机制

蛋白质对接有助于揭示疾病背后复杂的相互作用，阐明蛋白质与各种病理之间的关联。它通过描绘疾病的分子基础，为寻找潜在治疗靶点提供了至关重要的见解。例如，在癌症领域，对接研究阐明了某些蛋白质在肿瘤生长过程中的相互作用机制。神经退行性疾病和传染病领域的类似方法则为疾病进展和治疗途径提供了新的视角。

药物研发

对接在生物制剂疗法设计中发挥着重要作用。它有助于识别新的药物靶点并微调候选药物，从而简化了寻找有效疗法的流程。对接可以预测潜在药物如何与蛋白质复合物结合，从而加快药物发现过程并降低成本。这种方法不仅加快了药物开发速度，还能通过靶向正确的相互作用来提高成功率。

基础研究与结构生物学

在基础研究领域，蛋白质对接对于研究驱动细胞基本功能的蛋白质复合物内部相互作用至关重要。它还有助于预测同源寡聚体的四级结构，从而深入了解蛋白质组装。我们的服务甚至支持修饰氨基酸和膜蛋白对接，彰显了其在各个研究领域的适应性和应用广度。

图2. 锁钥模型（a）和诱导契合理论（b）的对接类型。(Chen G等，Mar Drugs. 2020)

服务流程

在研究细胞内蛋白质相互作用时，实验方法常常会遇到瓶颈，这促使我们使用蛋白质-蛋白质对接等计算方法来深入研究这些复杂的相互作用。Profacgen 提供尖端的蛋白质对接服务，运用最新的技术和算法帮助研究人员了解蛋白质的相互作用方式，从而加快药物研发和基础研究的速度。我们的服务全面且量身定制，从初步咨询到交付结果，每一步都旨在满足您的特定需求，确保项目目标顺利实现。

核心服务

• 最先进的对接解决方案

迈博睿生物采用业内最先进的对接软件和算法，高度依赖快速傅里叶变换 (FFT) 相关方法来高效探索各种可能的蛋白质构象。我们的流程首先生成一系列构型，以确保不遗漏任何潜在的匹配。然后，我们会对这些构型进行评分，锁定最稳定的复合物，确保我们专注于那些最有潜力进行进一步研究的复合物。

• 可定制的服务产品

我们的服务完全可定制，以满足每位客户的独特需求。无论您了解特定的结合位点、有理想的相互作用伙伴，还是有特定的研究问题，我们都会相应地调整方法。对于需要更详细见解的客户，我们提供高分辨率柔性对接，精炼结构并精确定位相互作用的关键热点残基，从而更深入地了解您的蛋白质复合物。

我们的优势

• 尖端技术。我们利用最新的基于 FFT 的对接算法和高分辨率细化技术，实现精确、高效的建模。
• 综合分析。我们的多方面评分功能和先进的聚类功能可帮助我们选择稳定且具有生物相关性的复合物。
• 可定制解决方案。我们提供完全定制的服务以满足特定的研究需求，包括对修饰氨基酸和复杂场景的支持。
• 专家支持。从初步咨询到交付后分析，我们的专家团队将在整个项目过程中提供持续支持。
• 可靠的验证。我们使用诸如 Ramachandran 图和 ERRAT 分数等强大的验证方法，并整合实验数据来提高准确性。
• 有影响力的应用。我们的服务有助于理解疾病机制，并通过预测潜在药物的结合方式来加快药物研发。

• 以客户为中心的方法。我们提供免费的初步咨询和灵活的服务包，以满足您的研究目标。