[发明专利]通过构建CHARMM ROTAMERS力场预测突变氨基酸侧链结构的方法

摘要

一种通过构建CHARMM ROTAMERS力场预测突变氨基酸侧链结构的方法，通过运用VMD图形显示软件及PuTTY与WinSCP运行软件的结合，进行结构对比，我们找到了氨基酸不同旋转异构体中与晶体结构最相近且与旧CHARMM力场区分明显的稳定结构。通过能量最小化和分子动力学模拟研究，进行进一步测量与计算得出RMSD值，通过比较，进而证实了所得结构的准确性。我们的研究结果在数据准确丰富的基础上，快速的找到了氨基酸中能量最低、结构稳定的旋转异构体，节约了实验时间和成本，为蛋白质药物设计提供了可靠依据。

主权项

1.一种通过构建CHARMM ROTAMERS力场预测突变氨基酸侧链结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：a)下载并打开ROTAMERS库中含有某氨基酸全部rotamers的pdb格式文件，将其中的N种旋转异构体独立保存并分别命名为氨基酸英文简称1‑N；b)使用VMD视图软件打开pdb格式文件，选用VPK模型，在VMD视图软件中测量氨基酸的键长Bonds、测量键角Angles、测量二面角Dihedrals，构建ROTAMER CHARMM力场并得到N种氨基酸稳定的旋转异构体结构；c)将测量完成的N种氨基酸旋转异构体的数据添加到旧CHARMM力场top模板文件中所对应氨基酸的位置；d)在WinSCP软件中打开蛋白质文件并找到氨基酸所在位置，删除氨基酸侧链，将氨基酸名字末位字母改为1‑N，在PuTTY软件中得到氨基酸1‑N的N个输出文件fullprot.pdb；e)使用VMD视图软件打开步骤d)中的fullprot.pdb文件，将得到的晶体结构与旧的CHARMM力场中对应的氨基酸结构和N种氨基酸旋转异构体结构分别进行对比；f)通过公式分别计算N种旋转异构体的旋转异构体与晶体偏转数值RMSD(v,w)，式中v表示蛋白质晶体结构，w为氨基酸1‑N或旧的CHARMM力场下结构，x,y,z为蛋白质中每个重原子的坐标，n表示蛋白质侧链结构的原子数，i为蛋白质中第i个重原子；g)取步骤f)中数值最小的RMSD(v,w)为最接近蛋白质晶体结构的旋转异构体；h)将步骤g)中最接近蛋白质晶体结构的旋转异构体、蛋白质晶体结构以及旧CHARMM力场下结构文件上传到WinSCP软件，通过PuTTY得到输出结果e127_min.pdb文件并分别重新命名；i)在PuTTY软件中运行./charmm

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