蛋白质结构识别:从天然折叠到诱导折叠
[Abstract]:Proteins are generally thought to be able to translate from messenger RNA amino acids that are unruly curled chains that fold autonomously into specific three-dimensional structures. The folded protein is called its natural state (or natural structure), and the physical process of three-dimensional structure formation is called protein natural folding. A correct natural folding conformation is usually necessary for the protein to perform its functions. However, more and more studies have proved that many proteins lack ordered or stable three-dimensional structure, but still play an important biological function in the biological world. These proteins or fragments are called intrinsically disordered proteins or inherently disordered (IDPs or IDRs), corresponding to ordered proteins with stable structures in the natural state. Although IDPs or IDRs does not fold in a natural state, they often undergo disordered to ordered transitions after binding with ligands. This process is called folding and binding coupling, or inducing folding. The main contents of this thesis are as follows: (1) at first, an integrated scoring function, SVR_CAF, is designed to identify the natural structure of protein from a large number of computer prediction models. The validity of SVRCAF is verified on several data sets, compared with other scoring functions. It shows considerable ability to recognize natural structures. (2) then, a set of domains which are predicted to be completely disordered but have structures in protein structure database PDB are collected from Pfam sequences of protein family domain database. All seed sequences and PDB structural sequences of these domains are predicted disorderly. The results show that the prediction disorder of the same domain sequence shows diversity. We further study that all the structures can be divided into disulfide bond, ion binding and ligand binding according to their possible formation mechanism. For the same protein containing both monomer and dimer (polymer) and the protein that binds multiple ligands at the same time, we compared its structure and observed structural changes in the formation and binding of complexes to multiple ligands. (3) subsequently, Special attention is paid to ligand binding domains, which are named disorder binding domains. We identify three kinds of interactions of disordered binding domains: DNA binding, disordered ligand binding and ordered ligand binding, and discuss each way in detail. (4) finally, We analyzed a set of non-redundant PDB files based on solvent-accessible surface area and contact area and identified more protein complexes that may contain IDPs or IDRs. We illustrate the important role of inherent disorder in regulating protein-protein interactions and analyze the diversity of complex ligands containing three different proteins. In general, we identify the natural folding structures of ordered proteins from a large number of computational models, and the induced folding structures of disordered proteins or disordered regions from Pfam and PDB databases. These two parts have experienced the transition from order to disorder, which is an important supplement to the traditional paradigm of sequence-structure-function.
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:Q51
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,本文编号:2188217
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