[发明专利]基于进化耦合分析的电压-门控钠离子通道结构模建方法

摘要

本发明涉及一种基于进化耦合分析的电压‑门控钠离子通道结构模建方法,属于结构生物学领域。首先通过rosetta的膜蛋白同源模建方法，以真核钠离子通道NavPaS(PDBid：5X0M)三级结构为模板，初步构建组成Nav1.5孔道结构域的四个亚基结构；然后通过进化耦合分析的方法(DCA)，评估结构中实际和DCA预测所得的相互作用残基对之间的重合度；结合打分函数，挑选得分和重合度都比较高的结构作为各个结构域的初始结构；然后将挑选出的四个亚基结构组装并进行优化；从优化后的结构中进一步选取界面处重合度和RosettaMP得分都比较高的，以满足评估条件的结构作为最终结构。本发明克服了传统的结构模建方法没有充分考虑跨膜区域信息及模板同源性低、预测准确性差的缺点，可靠性高。

主权项

一种基于进化耦合分析的电压‑门控钠离子通道结构模建方法，其特征在于它包括以下步骤：1)分别构建四个结构域单体与模板结构NavPaS相应链之间的序列比对文件，并利用rosetta的膜蛋白同源模建方法，构建四个结构域单体的结构；2)利用进化耦合分析，预测四个结构域单体以及界面处相互作用的残基对；计算各个单体中残基间的直接耦合分析值，并保留所有直接耦合分析值大于0.2的残基对，作为最终预测的相互作用对；3)计算四个模建的结构域单体结构内部的相互作用对；认为两个氨基酸残基内部任意原子之间的距离小于则这两个残基之间就存在相互作用；4)考察四个结构域单体的结构中存在的相互作用对和进化耦合分析预测的相互作用对之间的重合度；综合评价重合度和四个结构域单体经dDFINE打分情况，选取重合度和得分都比较高的结构作为该结构域单体的结构；5)将步骤(4)挑选出来的结构域单体的结构，通过TMalign比对到其模板结构上，并按照亚基A‑D顺时针排列的顺序，进行蛋白质结构组装；6)选取步骤(5)组装后的蛋白质结构的四个结构域单体界面处相互作用对与进化耦合预测相互作用对的重合度且rosettaMP打分都比较高的结构作为挑选的结构，进行进一步分析；7)以步骤6)挑选出的结构为初始结构，利用Charmm‑GUI加膜，构建膜蛋白加膜体系，将整个体系利用amber16软件包进行结构优化及分子动力学模拟；确定最终结构。