计算生物学 - 蜘蛛毒素TRTX-Hh2a与电压门控钠离子通道作用机理研究

时间:2014-04-22

分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation)是从经典力学出发,把系统看成为微观粒子的集合,通过研究微观状态下的粒子在不同系综的运动方程,计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量,从而得到体系的宏观特征和基本运动规律。分子动力学模拟可以动态的描述生物大分子和小分子在不同的环境及状态下的构象变化。基于分子动力学模拟技术,科研人员可以准确的预测和优化生物大分子和小分子的三维结构,研究受体-配体相互作用机理,pH值、温度和氨基酸点突变对蛋白结构的影响等等,从而为已有实验现象提供机理的解释,或者为后期的实验设计提供指导。在Discovery Studio这一分子模拟的综合平台中,具有基于CHARMm的分子动力学模拟引擎以及完整便捷的模拟轨迹分析程序,可以研究蛋白质、核酸、多糖、多肽、药物小分子以及相应的复合物。

 

计算生物学–蜘蛛毒素TRTX-Hh2a与电压门控钠离子通道作用机理研究

链接:http://www.jbc.org/content/288/31/22707.short if=4.651

 

背景:在兴奋细胞中电压门控钠离子通道蛋白起到启动电信号的作用。钠离子通道能够作为疼痛、癫痫及心律失常等疾病的作用靶标。许多动物毒素都可以通过定向作用于离子通道而表现出优异的治疗潜力。然而,大多数的毒素尚未得到详细的表征研究。
思路:作者采用了膜片钳电生理学、放射性配体研究、核磁共振结构解析、分子建模(DS Modeler)和分子动力学的方法研究蜘蛛毒素TRTX-Hh2a与电压门控钠离子通道的相互作用及关键氨基酸。

 

图1 HwTX-IV突变体的分子动力学平均构象图。通过RMSD值进行颜色梯度标注的丙氨酸突变体。rmsd=0.5(红色)~2.2(蓝色)
 

图2 对接构象

 

为什么选择Discovery Studio?
1. Discovery Studio中分子动力学模拟采用的是经典而强大的CHARMm计算引擎及CHARMm系列力场;
2. Discovery Studio中分子动力学模拟结果可以进行完整便捷的模拟轨迹分析;
3. Discovery Studio中分子动力学模拟可研究对象丰富不单一,如蛋白质、核酸、多糖、多肽、药物小分子以及相应的复合物的模拟;
4. Discovery Studio可以非常方便的分析蛋白分子中残基的溶剂暴露程度;
5. Discovery Studio具有快捷、准确、高效的突变体结构构建程序,并可以通过经典的打分程序帮助使用者选择最合理的突变体构象。
6. Discovery Studio应用广泛,操作简便,图形化界面十分友好,结果易于分析。

更多案例,请访问:www.neotrident.com