FlexPepDock在多肽與人類白細(xì)胞抗原對(duì)接中的應(yīng)用研究.pdf

1、在人體特異性免疫應(yīng)答過(guò)程中，多肽與人類白細(xì)胞抗原（HumanLeukocyteAntigen,HLA）的相互作用扮演了極為重要的角色。目前，多肽與HLA復(fù)合物（peptide-HLA,pHLA）的三維晶體結(jié)構(gòu)數(shù)量依然十分有限，加之多肽與HLA結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)逐一進(jìn)行結(jié)構(gòu)測(cè)定。因此，充分利用現(xiàn)代分子模擬技術(shù)，進(jìn)行多肽與HLA分子對(duì)接和pHLA復(fù)合物模建方法研究就顯得尤為重要。
　　由于多肽結(jié)構(gòu)復(fù)雜且柔性極大，多肽對(duì)接一直是

2、分子模擬領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。在已有多肽對(duì)接方法中，F(xiàn)lexPepDock是目前關(guān)注最多且極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N多肽對(duì)接方法，該方法相繼在一系列多肽對(duì)接體系中獲得了優(yōu)異的研究結(jié)果。為了深入考察FlexPepDock在多肽與HLA分子對(duì)接體系中的準(zhǔn)確性和應(yīng)用前景，論文全面系統(tǒng)地考察了FlexPepDock的兩種對(duì)接模式：refinement和ab-initio在多肽-HLA體系中的應(yīng)用。論文研究成果可為多肽與HLA的分子對(duì)接和相互作用機(jī)理

3、研究提供重要的參考依據(jù)。
　　主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　?、俨捎肍lexPepDock的refinementprotocol對(duì)接模式，對(duì)30個(gè)人類HLA-I分子與九肽復(fù)合物進(jìn)行了多肽對(duì)接和pHLA分子模建研究。分別以與相同或不同血清型HLA結(jié)合多肽為模板構(gòu)建目標(biāo)多肽初始構(gòu)象，全面細(xì)致地考察了多肽模板對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。通過(guò)70個(gè)體系的多肽對(duì)接實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示所有對(duì)接體系（70/70,100％）均得到了接近天然構(gòu)象（near-

4、native）的多肽模型（interfacebb-RMSD＜2?）。在Top5能量最低模型中，共有46個(gè)體系（65.7%）得到了亞埃（interfacebb-RMSD＜1?）模型，其中10個(gè)對(duì)接體系的全原子RMSD（RootMeanSquareDeviation,RMSD）達(dá)到了亞埃水平。對(duì)70個(gè)體系的多肽對(duì)接構(gòu)象研究發(fā)現(xiàn)：在多數(shù)對(duì)接體系中，九肽的兩個(gè)一級(jí)錨定殘基（P2和P9）構(gòu)象與其晶體構(gòu)象吻合的較好，其全原子RMSD值達(dá)到了亞埃水平

5、。對(duì)接結(jié)果表明：當(dāng)采用與相同血清型HLA結(jié)合多肽為模板構(gòu)建多肽對(duì)接初始構(gòu)象時(shí)，refinementprotocol通常能夠得到高精度的pHLA模型。
　?、诓捎肍lexPepDock的ab-initioprotocol對(duì)接模式，并結(jié)合三種能量打分函數(shù)對(duì)15個(gè)人類pHLA-I復(fù)合物進(jìn)行分子對(duì)接研究。當(dāng)采用Score12打分函數(shù)時(shí)，結(jié)果顯示：在Top10能量最低模型中，有7個(gè)體系（46.6%）得到了near-native模型；采用Sc

6、ore13打分函數(shù)時(shí)，有6個(gè)體系在Top10能量最低模型中得到near-native模型，占比40%；而當(dāng)采用優(yōu)化后的Score_ad打分函數(shù)時(shí)，則有9個(gè)體系在Top10能量最低模型中得到near-native模型，占比60%。研究證實(shí)：經(jīng)手動(dòng)優(yōu)化后的Score_ad打分函數(shù)能顯著提高多肽對(duì)接模型質(zhì)量。
　?、鄄捎肍lexPepDock的refinementprotocol對(duì)接模式，對(duì)10個(gè)HLA-II類分子與多肽復(fù)合物體系進(jìn)行分

7、子對(duì)接研究。以完全伸展肽鏈為多肽起始構(gòu)象，分別采用Score12、Score13和Score_ad三種打分函數(shù)進(jìn)行多肽對(duì)接研究。結(jié)果顯示：對(duì)于采用三種打分函數(shù)的對(duì)接實(shí)驗(yàn)，分別有40%、50%和60%的體系在Top10能量最低模型中得到near-native模型。score_ad打分函數(shù)在一定程度上改進(jìn)了多肽-HLA-II類復(fù)合物模型質(zhì)量。多肽對(duì)接前起始構(gòu)象的優(yōu)化（pre-optimization）處理，同時(shí)結(jié)合Score_ad打分函數(shù)參

8、數(shù)，也明顯提高了refinement的對(duì)接模型質(zhì)量，在Top10能量最低模型中，80%的體系得到了near-native模型。
　?、懿捎肍lexPepDock的refinementprotocol對(duì)接模式，對(duì)10個(gè)小鼠主要組織相容性復(fù)合物與多肽復(fù)合物體系進(jìn)行了分子對(duì)接研究。以完全伸展肽鏈為多肽起始構(gòu)象，分別采用Score12、Score13和Score_ad三種打分函數(shù)進(jìn)行多肽對(duì)接研究。結(jié)果顯示：對(duì)以上三種打分函數(shù)，分別有1個(gè)（