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基于同源建模和分子对接技术研究不同物种乙酰胆碱酯酶和有机磷农药的相互作用

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农业与技术 2024年第3期44卷 26-31页

作者：王佳琪呼伦贝尔市农畜产品质量安全中心/呼伦贝尔市农牧业检验检测中心内蒙古呼伦贝尔021000

研究25种有机磷农药与30个不同物种乙酰胆碱酯酶(Acethlcholinesterase, AChE)的相互作用,分析分子结合过程中的关键氨基酸残基所产生的正向作用,并阐明内在结合机制。旨在为对有机磷农药敏感的AChE定点突变寻找潜力位点和为有机磷农药... 详细信息

研究25种有机磷农药与30个不同物种乙酰胆碱酯酶(Acethlcholinesterase, AChE)的相互作用,分析分子结合过程中的关键氨基酸残基所产生的正向作用,并阐明内在结合机制。旨在为对有机磷农药敏感的AChE定点突变寻找潜力位点和为有机磷农药中毒的治疗在分子结构层面提供理论依据。30个物种AChE蛋白质序列来自于NCBI和Uniport;25种有机磷农药二维结构分子来自于ZINC15在线检索器,三维结构模型使用Chem 3D软件生成;模板蛋白晶体结构来自于ProteinDataBank数据库;同源建模采用SWISS-MODEL服务器进行3D结构建模;采用UCLA-DOELAB-SAVESv6.0在线服务器进行模型质量评估;分子对接采用Discovery Studio 2019软件中Flexible Docking模块进行。同源建模结果经过SAVESv6.0服务器的ERRAT、Verift-3D和PROCHECK程序评估质量可靠可进行下一步分子对接研究。分子对接结果显示绝大部分物种的AChE对25种有机磷农药都有亲和力,仅个别有机磷农药对某些物种未体现出对接构象,而不同物种与不同有机磷农药分子以氢键、疏水作用等相互作用提供结合力,分子作用模式符合外周阴离子位点、酰胺骨架、酰基口袋、氧离子洞和芳香引导机制等乙酰胆碱酯酶功能位点假说。与大部分有机磷农药展现出普遍亲和力的物种如家蝇、桔小实蝇、三化螟和斜纹夜蛾等可作为有机磷农药快检的新酶源开展研究。

关键词：有机磷农药乙酰胆碱酯酶同源建模分子对接

儿童先天性心脏病 TBX20基因突变T262M的功能探讨

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中华小儿外科杂志 2024年第2期45卷 148-155页

作者：孙祺李青马新平文云红刘彩霞山西医科大学儿科医学系太原030001 山西省儿童医院心胸外科太原030025

目的对先天性心脏病(congenial heart disease,CHD)新发现的TBX20基因错义突变c.785C>T(T262M)进行功能研究,进一步探寻T262M与CHD发生机制之间的相关性。方法①应用生物信息在线软件PolyPhen2和Mutation Taster对基因突变T262M的致病... 详细信息

目的对先天性心脏病(congenial heart disease,CHD)新发现的TBX20基因错义突变c.785C>T(T262M)进行功能研究,进一步探寻T262M与CHD发生机制之间的相关性。方法①应用生物信息在线软件PolyPhen2和Mutation Taster对基因突变T262M的致病性进行预测分析。②采用同源建模技术分别构建野生型TBX20及突变型TBX20-T262M的蛋白质结构模型,对所构建的突变型和野生型蛋白质三维结构进行比对分析,预测突变后蛋白质空间构象的变化及影响。③通过分子模拟对接技术预测分析突变型T262M与野生型TBX20相比较的功能变化。④采用实时荧光定量聚合酶链反应技术检测野生型及突变型TBX20 mRNA的表达情况。⑤采用双荧光素酶报告基因检测T262M对下游靶基因ANF启动子活性的影响。结果①PolyPhen2和Mutation Taster软件预测结果均为T262M具有致病性,蛋白质功能可能受到影响。②同源建模显示T262M造成侧链氢键丢失,导致蛋白质构象发生改变。③分子模拟对接显示突变型T262M与NKX2.5、GATA4之间的结合力较野生型TBX20提高。④实时荧光定量聚合酶链反应结果显示无论单独转染TBX20表达质粒还是共转染GATA4、NKX2.5情况下,突变型T262M的mRNA表达量均明显高于野生型TBX20,差异具有统计学意义(P0.05)。结论新发现的TBX20基因错义突变T262M有致病性,导致蛋白质空间构象发生改变,与NKX2.5和GATA4结合力提高,可能通过上调mRNA表达参与CHD的发生。

关键词：心脏病错义突变同源建模 TBX20基因致病性

大豆球蛋白A1a亚基同源建模及抗原表位的预测

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食品与发酵工业 2022年第8期48卷 22-27页

作者：付杨席俊陈慧彬陈阳河南工业大学粮油食品学院河南郑州450001

为探究大豆球蛋白A1a(Glycinin A1a)亚基的线性B细胞表位,在美国国家生物信息技术中心(National Center of Biotechnology Information,NCBI)数据库中索引到Glycinin A1a亚基的氨基酸序列,利用一系列生物信息软件对该亚基进行一级结构... 详细信息

为探究大豆球蛋白A1a(Glycinin A1a)亚基的线性B细胞表位,在美国国家生物信息技术中心(National Center of Biotechnology Information,NCBI)数据库中索引到Glycinin A1a亚基的氨基酸序列,利用一系列生物信息软件对该亚基进行一级结构、二级结构分析,预测出的线性B细胞表位为^(24)EQPQQN^(29)、^(40)KPDNRI^(45)、^(56)NPNNK^(60)、^(80)RRPSYTNG^(87)、^(114)PQQPQQRGQS^(123)、^(197)QEQGGHQSQKGKHQQEEENE^(216)、^(247)NEGED^(251)、^(267)PPTDEQQQRP^(276)、^(285)DEKPQCKGK^(293)、^(299)RPRGS^(303)。再使用SWISS-MODEL对Glycinin A1a亚基的三级结构完成同源建模,使用DiscoTope 2.0 Server对大豆球蛋白A1a亚基进行构象表位预测。这为进一步探究大豆致敏表位缩小了范围,为后期大豆球蛋白A1a亚基过敏原检测提供参考。

关键词：大豆球蛋白A1a亚基同源建模线性表位构象表位生物信息学

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先天性无虹膜1家系临床特征及基因检测分析

陆军军医大学学报 2024年第11期46卷 1277-1283页

作者：李伟候刘丹宁重庆医科大学附属第二医院眼科重庆400010

目的分析先天性无虹膜1家系遗传学特点,了解PAX6基因突变特点及临床表型的差异。方法收集该家系的病史及临床资料,进行全外显子基因测序检查及数据分析,应用同源建模服务器SWISS-MODEL构建对应的蛋白质模型进行分析。结果本家系中4名发... 详细信息

目的分析先天性无虹膜1家系遗传学特点,了解PAX6基因突变特点及临床表型的差异。方法收集该家系的病史及临床资料,进行全外显子基因测序检查及数据分析,应用同源建模服务器SWISS-MODEL构建对应的蛋白质模型进行分析。结果本家系中4名发病者均因虹膜缺失存在畏光、睁眼困难症状,相同临床表型为无虹膜、白内障、黄斑中心凹发育不良,还存在个体差异表型。基因检测结果显示:4名发病者均为PAX6基因上c.442_452del:p.M148Afs*48的杂合缺失移码变异,该变异在物种间高度保守。同源建模结果提示突变的PAX6基因最终导致蛋白质构象发生差异变化。结论新发现的PAX6基因变异在发病的家系成员中表型不完全相同,通过同源建模分析增加了对PAX6异常表达导致蛋白质结构异常的认识,遗传学检查可对该家系提供遗传学证据。

关键词： PAX6基因基因突变先天性无虹膜同源建模

琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂对禾谷丝核菌的抑制活性及结合模式

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农药学学报 2024年

作者：周温棋高续恒成泽珺郑伟刘圣明徐建强河南科技大学园艺与植物保护学院植物保护系河南科技大学园艺与植物保护学院植物保护系

主要由禾谷丝核菌Rhizoctonia cerealis引起的小麦纹枯病是一种土传病害。自20世纪90年代中期以来，黄淮麦区小麦纹枯病逐渐由次要病害上升为主要病害。常见的杀菌剂类型已经出现了抗性菌株。新商品化的琥珀酸脱氢酶抑制剂类（SDHIs）... 详细信息

主要由禾谷丝核菌Rhizoctonia cerealis引起的小麦纹枯病是一种土传病害。自20世纪90年代中期以来，黄淮麦区小麦纹枯病逐渐由次要病害上升为主要病害。常见的杀菌剂类型已经出现了抗性菌株。新商品化的琥珀酸脱氢酶抑制剂类（SDHIs）杀菌剂对禾谷丝核菌的抑制活性尚未见报道。本研究选取3株禾谷丝核菌ZMDBY-9、JZWZ-8和ZMDBY-6，采用菌丝生长速率法测定了萎锈灵、氟酰胺、噻呋酰胺、啶酰菌胺、吡唑萘菌胺、氟唑菌酰胺、苯并烯氟菌唑、氟吡菌酰胺、氟吡菌酰羟胺和联苯吡嗪菌胺10种SDHIs类药剂对禾谷丝核菌的抑制活性；采用同源模建及分子对接，研究了RcSDH bcd与10种SDHIs类药剂的结合模式，进一步分析了结合能与抑菌效果的关联性。菌丝生长速率法测定结果显示：苯并烯氟菌唑、氟唑菌酰胺的抑制效果较高，EC50均值小于0.1 mg/L；氟吡菌酰胺与氟唑菌酰羟胺的抑制活性较弱，EC50均值大于1 mg/L；其他6种药剂的EC50均值为0.1～0.6 mg/L。分子对接结果显示：在10种SDHIs类药剂中，含吡唑-4-酰胺结构的药剂对禾谷丝核菌的抑制活性最好，结合能更低。7种药剂分子的抑制活性与结合能之间存在一定的关联性，表现为抑制活性强结合能往往较低。本文研究结果为SDHIs类杀菌剂在小麦纹枯病化学防治中的应用及基于琥珀酸脱氢酶的药剂设计提供了参考。

关键词：琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂(SDHIs) 禾谷丝核菌抑菌活性同源建模分子对接结合模式

疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶LipTL的酶学性质及脱胶应用研究

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食品与发酵工业 2024年

作者：邵化单明明王琼波徐瑞敏陈曦魏涛漯河医学高等专科学校食品营养系郑州轻工业大学食品与生物工程学院

酶法脱胶技术在油脂精炼行业应用潜力巨大，磷脂酶是酶法脱胶技术中的主要用酶，但因现有磷脂酶资源在底物选择性、温度稳定性方面难以满足工业脱胶工艺的要求，限制了磷脂酶在油脂精炼行业中的大规模应用。研究表明，来自疏棉状嗜热丝... 详细信息

酶法脱胶技术在油脂精炼行业应用潜力巨大，磷脂酶是酶法脱胶技术中的主要用酶，但因现有磷脂酶资源在底物选择性、温度稳定性方面难以满足工业脱胶工艺的要求，限制了磷脂酶在油脂精炼行业中的大规模应用。研究表明，来自疏棉状嗜热丝孢菌Thermomyces lanuginosus的脂肪酶（LipTL）具有水解磷脂的功能。本研究利用大肠杆菌构建LipTL的基因工程菌，对LipTL进行异源表达，探究LipTL的酶学性质和油脂脱胶效果。序列比对显示该酶与磷脂酶A1具有高度相似性；SDS-PAGE表明LipTL分子质量约为30 kDa；LipTL的最适温度为55 ℃、最适pH值为9.0，在55 ℃条件下处理2 h仍能保持90%以上的相对活力。LipTL在脱胶反应6 h后，将大豆油和花生油的残磷量分别降至5.2、4.9 mg/kg，具有良好的脱胶效果。该研究结果证实该脂肪酶可用于油脂脱胶，不仅为酶法脱胶提供新的酶源，也为该酶的后续改造提供了研究基础。

关键词：疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶酶法脱胶同源建模酶学性质

基于分子对接和电子舌感官分析的罗汉果甜苷单体与甜/苦味受体构效关系研究

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食品工业科技 2024年

作者：陈靓唐国玮朱康明龙斌田星湖南中医药大学药学院湖南中医药大学湖南省中医药民族医药国际联合实验室湖南中医药大学信息科学与工程学院长沙理工大学食品与生物工程学院

目的：从分子水平上揭示罗汉果甜苷单体与人类味觉受体之间的相互作用机制。方法：利用I-TASSERServer建立甜味受体（hT1R2、hT1R3）和苦味受体（hT2R4、hT2R14）的同源模型，依据ERRAT值、拉氏图、C-score等指标评估模型质量，选择最... 详细信息

目的：从分子水平上揭示罗汉果甜苷单体与人类味觉受体之间的相互作用机制。方法：利用I-TASSERServer建立甜味受体（hT1R2、hT1R3）和苦味受体（hT2R4、hT2R14）的同源模型，依据ERRAT值、拉氏图、C-score等指标评估模型质量，选择最高质量的模型，通过AutoDockVina模拟软件与 Mogroside Ⅲ、Mogroside Ⅳ、Mogroside Ⅴ和Siamenoside I四种已知甜度罗汉果甜苷进行分子对接；构建罗汉果甜苷甜/苦味预测模型并对未知甜度罗汉果甜苷的甜/苦味进行预测；在此基础上，运用电子舌智能分析不同罗汉果甜苷单体的甜/苦味特征值，探究不同结构罗汉果甜苷单体与甜/苦味关键属性间的关系。结果：分析受体-配体相互作用关系发现R1位置葡萄糖基团数目增多可以使罗汉果甜苷苦味降低，R2位置葡萄糖基团数目增多可以增强甜度，减弱苦味。甜味受体结合位点空间较大，有利于罗汉果甜苷进入，而苦味受体结合位点空间较小，限制配体进入。而电子舌所测定的甜/苦味特征值与分子对接得到的结合自由能高度一致，验证了预测结果的准确和可靠性。此外，研究还发现甜/苦味比例在开发特定口感甜味剂中具有重要意义，并成功预测了未知风味的罗汉果甜苷甜/苦味。结论：罗汉果甜苷的甜度与其葡萄糖基团的数量具有一定相关性。研究结果不仅为罗汉果天然甜味剂的研发提供了重要的理论支撑，同时也为新型天然甜味剂的筛选和开发提供了科学基础和理论支持。

关键词：同源建模分子对接甜/苦味受体交互作用电子舌罗汉果甜苷

GPR35受体同源建模及其与嗜氮酮类化合物的分子对接

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天津师范大学学报(自然科学版) 2023年

作者：任聪温泽宇宋昱于大永曹洪玉史丽颖大连大学生命健康学院

为了筛选出最具潜力的GPR35受体激动剂，基于已知的GPR35受体一级序列，采用同源建模的方法构建GPR35受体晶体结构模型，通过Loop环区、分子动力学和加膜等操作对构建的模型进行优化，进一步利用Schrodinger Suite 2017软件对所构建的GP... 详细信息

为了筛选出最具潜力的GPR35受体激动剂，基于已知的GPR35受体一级序列，采用同源建模的方法构建GPR35受体晶体结构模型，通过Loop环区、分子动力学和加膜等操作对构建的模型进行优化，进一步利用Schrodinger Suite 2017软件对所构建的GPR35受体晶体结构模型与52个嗜氮酮类化合物进行分子对接研究，并阐明了文献报道药物与受体蛋白的作用方式，最终得到可用于分子对接的最优模型，模型的合理性及可靠性运用拉氏图和Profile-3D方法进行评估。评估结果显示，最优模型的拉式图合格，Verify Score为107.84。以药物与受体蛋白对接分数的平均值为阈值，结合对接分数和作用方式，最终筛选得到10个最具潜力的GPR35受体激动剂。

关键词： GPR35受体激动剂同源建模嗜氮酮类化合物分子对接

G蛋白偶联受体34同源建模及其与lysoPS类似物对接研究

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化学研究与应用 2022年第4期34卷 722-729页

作者：姜媛肖冰茹曹洪玉大连大学生命科学与技术学院辽宁大连116622 大连大学医学院辽宁大连116622

G蛋白偶联受体34(GPR34)在肥大细胞、肿瘤组织和人体免疫器官中高度选择性表达,但因属于膜蛋白,其三维结构难以测定,不能从分子水平上分析其与药物作用情况。本文选用PDB数据库中与GPR34一级序列同源性最高的4NTJ为模版蛋白进行同源建模... 详细信息

G蛋白偶联受体34(GPR34)在肥大细胞、肿瘤组织和人体免疫器官中高度选择性表达,但因属于膜蛋白,其三维结构难以测定,不能从分子水平上分析其与药物作用情况。本文选用PDB数据库中与GPR34一级序列同源性最高的4NTJ为模版蛋白进行同源建模,运用拉氏图和Profile-3D进行评估,通过加膜限制和loop区能量优化等方法最终得到合理并且可信度高的3D结构模型。最优模型Verify Score为124.97(期望Verify Score值区间为69.071 1~153.491),预测分析得到14个可能的活性位点。通过最陡下降法和共轭梯度法构建GPR34激动剂分子的最低能量结构,将激动剂分子与预测的蛋白3D结构模型上的活性位点进行分子模拟对接,根据对接模型比较不同激动剂分子与不同蛋白活性位点的相互作用。实验结果对设计GPR34激动剂分子和进一步研究GPR34的结构和功能具有理论指导意义。

关键词： G偶联蛋白受体34 同源建模活性位点分子对接