化学通报

作者：冯悦,邱菊辉,贺佳佳,王伯初,冯莹柱

关键词：膜蛋白互作研究方法 IL-18与IL-18R分子模拟对接计算 ZDOCK,

基金：2020年度重庆市永川区新冠肺炎疫情应急科技自然科学基金项目(YCSTC,2020NB0219)、2019年度重庆文理学院人才引进项目(R2019SXY12)、2020年度重庆大学生物流变科学与技术教育部重点实验室开放基金课题(CQKLBST-2020-004)、2020年重庆市教委研究计划项目(KJQN202001334)和2021年重庆市自然科学基金青年基金项目(cstc2021jcyj-msxmX0438)资助

研究蛋白质互作的化学生物学方法主要有荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET)、酵母双杂交(Yeast two-hybrid technology, YTH)、免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation, Co-IP)等。在此基础上，为了发展一种新的研究生物大分子互作，特别是膜蛋白相互作用的定量计算方法，依据前期研究发现，应用ELISA方法与QAH-NEU-1定量芯片技术检测NLRP2:ShRNAs慢病毒(Lentivirus)感染人脑微血管内皮细胞(Human brain microvascular endothelial cells, HBMEC), 敲除(Knocking down)NLRP2基因后的IL-18的分泌量与对照组比较, 显著提高(IL-18: 998 pg/mL)，表明它在炎症免疫中起关键调控作用。本文采用高性能的Discovery Studio 2021(DS2018R2)大分子计算模拟软件，在RCSB PDB数据库中调用蛋白质文件建立其立体结构，应用ZDOCK程序算法探究IL-18亚基(AB亚基或B亚基)与IL-18R互作的空间结构与构象变化，计算找到了相互作用界面的氨基酸的一级序列与二级结构，以及它们之间的相互作用力，并用拉氏图评估对接构象，研究发现B亚基在IL-18与IL-18R的结合中起主要作用。该计算方法与实验方法比较，可快速找到蛋白-蛋白相互作用的构象空间，优化膜蛋白互作的精度；能从原子与量子水平探究细胞因子与膜蛋白受体的互作；更深入解析分子机理，数据精确定量。研究结果表明本文应用ZDOCK算法建立了通过计算模拟膜蛋白生物大分子互作的新领域，为细胞因子与化学因子的多肽类药物开发提供新的思路; 为细菌病毒感染/肿瘤疾病的防治提供科学理论依据; 在分子识别，神经元网络深度学习，生物信息处理领域具有广泛的应用。

来源：2022年第12期

《化学通报》期刊编辑部

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