蛋白质-蛋白质相互作用在细胞命运决定、信号转导等重要生命过程中起重要作用,也是疾病发生和发展的重要环节。因此,蛋白质-蛋白质相互作用界面已经成为新药发现的重要靶标。然而,蛋白质界面具有作用面积大、相对平坦等特点,不利于药物分子、特别是小分子药物结合,使得基于蛋白质-蛋白质界面的药物设计面临严峻挑战。
因此,发展蛋白质-蛋白质界面预测理论计算方法及其相应的药物设计方法,用于细胞信号通路研究和靶向蛋白质-蛋白质界面的合理药物设计,是一项十分紧迫并意义重大的研究课题。
基于这样的需求,蒋华良课题组和Onuchic课题组合作,综合应用分子对接和PPI共进化分析方法,发展了能预测蛋白质-蛋白质相互作用界面的预测方法,该方法以一系列有机小分子碎片与氨基酸残基作为探针分子,搜索蛋白质表面探针分子可紧密结合的热点残基区域(hot spot),并以此勾勒出蛋白质-蛋白质相互结合的可能位点;进而基于蛋白质-蛋白质作用残基共进化分析方法,通过评价蛋白质-蛋白质相互结合位点间偶合强度,确定蛋白质-蛋白质的准确结合点。
该方法在预测蛋白质-蛋白质相互作用界面的同时,还能预测结合位点可药性区域(药物可能结合的区域),并提供了探针分子在可药性区域的多样性结合模式,为基于片段的药物设计提供了直接线索。
该项目获得中国“973”计划、中国国家自然科学基金、美国国家基金委员会(NSF)、德州癌症预防与治疗中心基金(Cancer Prevention and Research Institute of Texas)及威尔士基金(Welch Foundation)的支持。