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基于FoldX力场的蛋白突变建模方法可用于人工锌指酶辅助设计

文献类型: 中文期刊

作者: 何祖勇 1 ; 梅瑰 2 ; 赵春鹏 2 ; 陈瑶生 2 ;

作者机构: 1.中山大学生命科学学院有害生物控制与资源利用国家重点实验室

2.中山大学生命科学学院有害生物控制与资源利用国家重点实验室;广东省农业科学院畜牧研究所;华南农业大学动物科技学院遗传育种与繁殖实验室

关键词: 锌指酶;分子力场;蛋白突变建模

期刊名称: 中国科学:生命科学

ISSN: 1674-7232

年卷期: 2011 年 02 期

页码: 121-128

收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: 锌指酶是一种可对动植物基因组内特异序列进行高效遗传修饰的人工重组核酸酶.目前,获取一对有活性的人工锌指酶的常规方法是通过构建大量的锌指蛋白突变体,利用细菌杂交方法从中筛选有结合活性的个体,工作量庞大、专业性强,普通研究人员往往难以胜任,极大地限制了锌指酶技术的广泛应用.因此,采用计算机辅助人工锌指酶设计的方法降低筛选难度和工作量显得十分有必要.本研究选用FoldX分子力场软件对国际锌指酶协会研究人员采用OPEN方法构建的共420个锌指蛋白突变体进行蛋白-DNA复合体建模,并计算模型中锌指蛋白与靶标DNA的结合自由能.经统计分析发现,模拟复合体中的锌指蛋白-DNA结合自由能与该锌指蛋白在哺乳动物细胞内形成无活性锌指酶的概率存在明显相关关系.当结合自由能低于?13.132kcal/mol时形成无活性锌指酶的概率可降低至5%以下,而当结合自由能大于?5kcal/mol时形成无活性锌指酶的概率高达40%.因此,采用FoldX构建锌指蛋白-DNA复合体模型的方法可以辅助缩小锌指蛋白的筛选范围,提高人工锌指酶设计的成功率.

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