蛋白质复合物结构预测的集成分子对接方法

蛋白质分子间相互作用与识别是当前生命科学研究的热点,分子对接方法是研究这一问题的有效手段.为了推进分子对接方法的发展,欧洲生物信息学中心组织了国际蛋白质复合物结构预测(CAPRI)竞赛.通过参加CAPRI竞赛,逐步摸索出了一套用于蛋白质复合物结构预测的集成蛋白质-蛋白质分子对接方法HoDock,它包括结合位点预测、初始复合物结构采集、精细复合物结构采集、结构成簇和打分排序以及最终复合物结构挑选等主要步骤.本文以最近的CAPRITarget39为例,具体说明该方法的主要步骤和应用.该方法在CAPRITarget39竞赛中取得了比较好的结果,预测结构Model10是所有参赛小组提交的366个结构中仅有的3个正确结构之一,其配体均方根偏差(L_Rmsd)为0.25nm.在对接过程中,首先用理论预测和实验信息相结合的方法来寻找蛋白质结合位点残基,确认CAPRITarget39A链的A31TRP和A191HIS,B链的B512ARG和B531ARG为可能结合位点残基.同时,用ZDock程序做不依赖结合位点的初步全局刚性对接.然后,根据结合位点信息进行初步局部刚性对接,从全局和局部对接中挑出了11个初始对接复合物结构.进而,用改进的RosettaDock程序做精细位置约束对接,并对每组对接中打分排序前200的结构进行成簇聚类.最后,综合分析打分、成簇和结合位点三方面的信息,得到10个蛋白质复合物结构.竞赛结果表明,A191HIS,B512ARG和B531ARG三个结合位点残基预测正确,提交的10个蛋白质复合物结构中有5个复合物受体-配体界面残基预测成功率较高.与其他参赛小组的对接结果比较,表明HoDock方法具有一定优势.这些结果说明我们提出的集成分子对接方法有助于提高蛋白质复合物结构预测的准确率.