引入蛋白质主链和侧链耦合作用的侧链结构模拟算法研究

项目名称： 引入蛋白质主链和侧链耦合作用的侧链结构模拟算法研究

项目编号： No.31401130

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 生物科学

项目作者： 曹洋

作者单位： 四川大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 蛋白质设计和高精度三维结构预测是当今结构生物信息学中极具应用前景的研究方向，但其核心算法之一，蛋白质侧链结构模拟，在引入主链微扰与侧链构象变动的耦合作用后，面临计算量过大、搜索算法准确性不足的困难，严重制约了其应用价值。为了突破这一瓶颈，我们对传统算法进行了分析，发现传统算法对所有残基无区分的构象搜索存在着极大的计算浪费。由此，我们拟研究主链微扰引发侧链构象变动的特征与规律，细化构象耦合程度的判别方法，然后以前期首创的基于碰撞引导的自适应迭代算法为基础，引入Backrub等主链微扰过程，对不同类型不同堆积环境下的氨基酸进行有侧重点的构象搜索，以获得能显著提高计算速度与精度的新一代侧链结构模拟算法，在此基础上，开发具有自主知识产权的生物信息学软件1-2款，为结构优化、突变结构预测、功能蛋白质设计等生物学应用提供更强大的计算工具。

中文关键词： 侧链预测；蛋白质设计；残基替换；蛋白质结构预测；结构生物信息学

英文摘要： Protein side-chain packing plays a key role in protein design and high-resolution structure prediction, which have broad applications in biological engineering and study. Currently, the coupling of backbone perturbation with side-chain packing is implemen

英文关键词： side-chain packing；protein design；residue substitution；protein stucture prediction；structural bioinformatics