核酸與小分子識(shí)別理論計(jì)算研究取得進(jìn)展
中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所電分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室汪勁研究員和晏致強(qiáng)副研究員，提出了核酸-小分子識(shí)別特異性的理論計(jì)算方法并開(kāi)發(fā)了一套全新的核酸-小分子相互作用能量打分函數(shù)SPA-LN。該研究成果發(fā)表在Nucleic Acids Res. 2017, 45(12):e110。?
研究表明，核酸（nucleic acids, 包括DNA 和RNA）不僅是儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的載體，而且參與和調(diào)控細(xì)胞內(nèi)多種生命活動(dòng)。功能核酸如核酸開(kāi)關(guān)(riboswitch)、核糖酶(ribozyme）和非編碼核糖核酸(ncRNA)等越來(lái)越被認(rèn)為是潛在的藥物分子靶點(diǎn)。在篩選和設(shè)計(jì)一個(gè)新藥時(shí)，預(yù)期的效果是新藥能有效地與靶核酸特異性結(jié)合，同時(shí)又盡量少地與其它核酸或其它生物分子(如蛋白)發(fā)生作用，從而避免副作用的產(chǎn)生。如何量化核酸與小分子識(shí)別特異性是當(dāng)前研究的難點(diǎn)。?
汪勁和晏致強(qiáng)通過(guò)漏斗能量地貌（funnel-like energy landscape）理論, 提出了特異性理論計(jì)算方法，該方法能有效地區(qū)分特異性復(fù)合物結(jié)構(gòu)與非特異性結(jié)構(gòu)。針對(duì)核酸與小分子識(shí)別體系，在特異性量化的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一套全新的核酸-小分子相互作用打分函數(shù)SPA-LN，改進(jìn)了傳統(tǒng)的核酸-小分子相互作用打分函數(shù)開(kāi)發(fā)方法；并顯著提高了核酸與小分子相互作用預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。SPA-LN可廣泛應(yīng)用于以核酸為靶點(diǎn)的分子對(duì)接和藥物分子設(shè)計(jì)與篩選。
??? 上述工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
（電分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）
圖A為核酸結(jié)構(gòu)與小分子（紅色）形成的天然構(gòu)象，三維長(zhǎng)方體表示小分子在核酸表面可能的搜索空間。圖B為多個(gè)對(duì)接構(gòu)象的能量譜與能量分布圖，包括天然構(gòu)象的能量（紅色），以及漏斗能量地貌拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特征量（能量差與能量漲落）。
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