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物理所蛋白质晶体学中的直接法研究取得新进展

  物理蛋白质晶体学的直接研究取得了新的进展

  范海福物理科学院科学院等数十年从事蛋白质晶体学研究的直接方法,也取得了重要进展,近年来在2004年提出的基于“双空间SAD(单波长反常衍射)相位迭代演绎法“; 2006年,基于“双空间MR(分子置换)结构模型迭代展开”的直接方法。这两种方法都显着提高了原始SAD和MR方法的性能(见附图)。
蛋白质晶体结构测定,研究不可或缺的实验基础生物大分子结构与功能之间的关系。 SAD法和MR法是确定蛋白质晶体结构的主要方法。如果待测蛋白质可供参考,已知结构的类似物通常通过MR方法来解决;否则,解决方案是通过SAD方法来解决的。近年来在国际蛋白质数据库中登记的新的蛋白质晶体结构中约80%使用上述两种方法之一进行了测量。
物理研究直接法与SAD(单波长异常衍射)或SIR(单一同晶置换型)蛋白质晶体结构的组合确定于1965年开始。这一研究方向在上个世纪八九十年代开发国际结晶学研究的直接方法热点。世界上主要的直接法律研究单位大部分都参与了这项研究,其中包括两个诺贝尔奖获得者,1984年至1985年期间,物理研究所晶体结构分析研究所的研究小组对其进行了重大改进方法,他在1965年提出的方法,从那以后,他们在直接方法与SAD或SIR方法结合的研究方面具有显着的国际影响力方法
直流电应用于三类蛋白质结构的测定:一,蛋白质晶体结构中重原子的测定;二,蛋白质晶体结构的从头测定;三,与常规蛋白质晶体学相结合为解决原方法中“相位模糊”问题,类型不涉及蛋白质的整体结构;第二类型需要高水平的实验数据;蛋白质的晶体结构只有约5%决心满足其要求。第三种类型适用于大多数情况。体力劳动属于第三类。范海夫的自主研究的计算机程序组OASIS是实施第三类直接法的最重要的国际程序,2000年发布的第一版OASIS程序是最广泛使用的蛋白质晶体结构分析库CCP4在国际上成为SAD或SIR阶段的唯一蛋白质推断,是唯一的直接方法程序OASIS-2006是OASIS的第三版,包含2004年和2006年两个重要的方法学研究。最新版CCP4被列入2008年取而代之的是原来的OASIS项目;此外,在欧洲分子生物学组织EMBO的汉堡分会成立了一个蛋白质结构自动解析网络平台Auto-Rickshaw,该平台自2006年以来一直采用OASIS,使平台从一个循环迭代的单向操作... Published in J. Mol Biol(2008)383,49-61的论文,包括DctBp / SIN晶体结构的Auto-Rickshaw账户自动分析蛋白质复合物:在使用OASIS之前,Auto-Rickshaw可以自动构建相当于总体结构57%的模型;与OASIS,建模比例上升到89%。自从OASIS发布以来,中国,英国,美国,法国,日本,德国等国家的研究机构一直用于解决其他项目难以解决的蛋白质结构分析问题。从2005年到2008年的三年间,邀请范海夫及其同事六次在重大国际学术会议和研讨会上介绍了OASIS过程的原理和实践。目前,OASIS方案仍在更新中。 2009年,研究团队将发布一个新版本,显着改善性能和自动化。
图一,基于SAD双相位空间直接迭代过程推导出来,使用第一版OASIS(2000)结合DM,RESOLVE,ARP / wARP等解决从左到右的三种蛋白溶菌酶,天青蛋白和木聚糖酶。结果显示在图的上半部分;如果使用OASIS-2004与DM,RESOLVE,ARP / WARP等程序结合进行“双空间SAD阶段迭代演绎”,下半部分自动构建的三个结构模型的完整度都提高了一倍。图二,基于迭代扩展的双空间结构模型MR直接法
图二,基于迭代扩展的双空间结构模型MR直接法[Acta Cryst(2007)D63,793-799。 ]该图显示了蛋白质复合物E7_C-Im7_C的MR模型迭代。左边是通过分子位移(MR)方法发现的部分结构模型;右侧是精化后的“最终”模型。从使用ARP / wARP-DM迭代的MR模型开始,通过在图底部示出的轮子劣化得到的结构模型。直到第三轮操作失误也出现了。但是,在ARP / wARP和DM之间添加OASIS-2006会自动构建一个相当于总体结构90%以上的结构模型,如图顶部所示。点击

  关键词:物理学

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