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柔性蛋白质结构的蒙特卡洛采样:以 SARS-CoV-2 奥密克戎变异株为例的应用

应用统计 2022-02-08 v2 生物大分子

摘要

蛋白质在执行功能时可表现出动态结构柔性,尤其是在与其他分子相互作用的结合区域。对于促成 COVID-19 感染的关键 SARS-CoV-2 刺突蛋白,先前研究已识别出若干此类具有治疗重要性的高度柔性区域。然而,从蛋白质数据银行获取的蛋白质结构以静态快照形式呈现,可能不足以刻画这种柔性,且无法跟上新突变与变异株的出现速度。在本文中,我们提出一种序贯蒙特卡洛方法,根据给定的能量函数的玻尔兹曼分布,广泛采样蛋白质结构的三维构象空间。我们的方法不同于以往侧重于寻找最低能量构象以预测单一稳定结构的采样方法。我们以 SARS-CoV-2 奥密克戎变异株为例展示了本方法这一具有时效兴趣的应用。我们的结果将序列位置 495-508 确定为奥密克戎突变对可能构象空间影响最大的关键区域,这与其他关于奥密克戎变异株结合特性的初步研究结论一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.07775,
  title  = {Monte Carlo sampling of flexible protein structures: an application to the SARS-CoV-2 omicron variant},
  author = {Samuel W. K. Wong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.07775},
  year   = {2022}
}

备注

20 pages, 4 figures