一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法

摘要

本发明提供一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法，包括：（1）构建跨膜螺旋的结构拓扑模型：先构建G蛋白偶联受体的7个跨膜螺旋的几何结构拓扑模型；（2）预测所述跨膜螺旋的结构拓扑模型，分为四个阶段：（21）第一阶段为识别跨膜螺旋区域；（22）第二阶段为优化跨膜螺旋间的相对位置；（23）第三阶段为优化每个螺旋在膜内的自转朝向；（24）第四阶段为优化每个螺旋与膜的倾斜角度；（3）Loop重建：用Loop片段插入连结7个螺旋，最后将整体结构进行小幅度的优化。本发明方法针对跨膜螺旋的空间结构特点，建立兼顾保守性与多样性的结构拓扑模型，并利用该模型形成了四阶段的结构优化方法，试图获得采样广度与深度的平衡。

主权项

一种基于结构拓扑的G蛋白偶联受体跨膜螺旋三维结构的预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：（1）构建跨膜螺旋的结构拓扑模型：先构建G蛋白偶联受体的7个跨膜螺旋的几何结构拓扑模型，所述跨膜螺旋的几何结构拓扑模型包括螺旋与螺旋之间的结构拓扑、螺旋与膜之间的结构拓扑；（2）预测所述跨膜螺旋的结构拓扑模型，分为以下四个阶段：（21）第一阶段为识别跨膜螺旋区域：根据G蛋白偶联受体的序列信息预测出可能的跨膜螺旋区域；（22）第二阶段为优化跨膜螺旋间的相对位置：通过对第j个螺旋在空间位置上的平移，利用能量函数e对G蛋白偶联受体构象进行能量计算，选择能量最小的G蛋白偶联受体构象，其中，1≤j≤7；（23）第三阶段为优化每个螺旋在膜内的自转朝向：通过对所述第j个螺旋以螺旋轴为中心轴自转i度，利用能量函数e对G蛋白偶联受体构象进行能量计算，选择能量最小的G蛋白偶联受体构象；（24）第四阶段为优化每个螺旋与膜的倾斜角度：对膜平面法线与所述第j个螺旋的螺旋轴的夹角进行优化，利用能量函数e对G蛋白偶联受体构象进行能量计算，选择能量最小的G蛋白偶联受体构象；（3）Loop重建：用Loop片段插入连结7个所述跨膜螺旋，最后将G蛋白偶联受体整体结构进行小幅度的优化。