蛋白质结构与动力学侧链网络方法综述：以SARS-CoV-2刺突蛋白为例

基于网络理论的方法为理解蛋白质不同动力学状态间全局结构连接性的变化提供了有价值的见解。我们的目标是通过综述基于网络的分析来阐明此类变化，尤其是在细微构象变化的背景下。我们给出了蛋白质结构网络构建与分析的技术细节，涵盖非共价连接性与动力学。我们依据渗流这一物理概念考察了连接性最优判据的选择。我们强调了使用基于侧链的网络度量相对于主链测量的优势。作为一个说明性例子，我们应用上述网络方法研究SARS-CoV-2刺突蛋白闭合态与部分开放态之间的全局构象变化。刺突蛋白的这一构象变化对冠状病毒进入并融合人体细胞至关重要。我们的分析揭示了刺突蛋白两态之间的全局结构重排，尽管两态在主链水平上的变化很小。我们还在结构中的关键位置观察到一些与其功能相关的差异，从而印证了侧链网络分析的优势。最后，我们提出将变构视为配体与受体之间细微的协同全局变化，将其纳入可改进药物设计策略。