蛋白质功能基团三维模体及其应用

用一维序列模体和三维结构模体刻画与识别蛋白质功能区是蛋白质功能预测和分子设计中的重要课题.目前三维模体的提取与搜索均以残基为单位进行,特异性有限.鉴于残基的功能基团才是其发挥功能的关键要素,提出以功能基团为单位来表征三维模体(称为功能基团三维模体),并发展了相应的搜索算法,用于阐释蛋白质功能的结构基础以及预测未知蛋白质的功能.以从胰蛋白酶(PDB代码为1mct)中提取的“三联体和氧穴”功能基团三维模体及其搜索为例,在整体结构极不相似的胰蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶和α/β水解酶中均搜索到了此功能基团三维模体,为三者具有相似催化机制提供了解释.对一些具有“变异三联体”的酶亦能用此功能基团三维模体给予识别.对蛋白质结构库的搜索结果充分展示了其在功能预测中的应用.与其他三维模体搜索及序列模体搜索的结果相比较表明,功能基团三维模体是蛋白质功能区的更好的表示,在蛋白质功能预测中有更高的灵敏度.