[发明专利]一种基于基因SNP位点突变的蛋白结构局部三维建模的方法

说明书

本发明公开了一种基于基因SNP位点突变的蛋白结构局部三维建模的方法，包括以下步骤：(1)找到SNP突变位点所在位置；(2)局部建模序列的生长；(3)对每次更新出来的氨基酸序列进行建模，若形成蛋白结构域，则结束“for”循环，执行步骤(4)，否则执行步骤(2)；(4)观察蛋白突变前后结构的变化，并预测功能变化。本发明基于SNP突变位点进行局部建模，可明确其蛋白结构的变化，进而阐明其功能发生的变化，有助于为今后研究该基因突变对疾病发展机制的影响，以及以该基因为作用靶点治疗疾病等奠定基础。

技术领域

本发明属于蛋白质结构建模技术领域，具体涉及一种基于基因SNP位点突变的蛋白结构局部三维建模的方法。

背景技术

众多的氨基酸组合成自然界千变万化的蛋白质类型。但是，一旦决定蛋白质氨基酸链的DNA序列由于外界因素或者遗传导致了碱基发生突变，则有可能使蛋白发生结构上甚至功能上的重大变化，而这些变化往往是许多人类疾病发生的根本原因。对于基因突变，引起的变化是各方面的，例如极性、亲疏水性质、酸碱性等等，但是不管是对于一个多长或者多短的氨基酸序列，一个氨基酸的极性或酸碱性的变化都是微乎其微的，比如，erbB4羧基尾端单个氨基酸的突变对于整个羧基尾端的生物特性来说并没有产生太大变化，所以从单个氨基酸的生物特性上分析是没有结果的，因此，我们将视线转向蛋白质的三维结构上。一个氨基酸的生物特性产生不了太大的影响，但是在蛋白质加工的过程中，个别关键的氨基酸却能对蛋白的结构形成产生举足轻重的影响。现有技术在使用同源建模和穿线法进行蛋白三维建模时，当输入的序列过短，同源模建法寻找不到有效的同源模板，便不能建立出来，当输入的序列过长，容易将突变位点氨基酸湮没，不能有效检测到突变前后的结构变化，并且对于包含突变区的较短片段建模时又找不到有效的参考模板。

要从蛋白质结构的变化来预测其功能变化，就要着重于对它的基因SNP突变位点进行蛋白质结构的局部建模。首先要知道单核苷酸多态性(SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性，SNP研究是人类基因组计划走向应用的重要步骤，这主要是因为SNP将提供一个强有力的工具，用于高危群体的发现、疾病相关基因的鉴定、药物的设计和测试以及生物学的基础研究等，SNP在基因组中分布相当广泛，研究表明，在人类基因组中每300碱基对就出现一次，大量存在的SNP位点，使人们有机会发现与各种疾病相关的基因组突变，因此，对蛋白质进行三维建模具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于基因SNP位点突变的蛋白结构局部三维建模的方法，该方法以一个突变位点为出发点，采用先进的从头建模工具对突变位点进行局部建模，可明确其蛋白结构的变化，进而阐明其功能发生的变化，有助于为今后研究该基因突变对疾病发展机制的影响，以及以该基因为作用靶点治疗疾病等奠定基础，本发明的研究方法克服了现有生物信息学工具整体建模和局部建模的缺点，开创了蛋白结构局部建模的新思路。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于基因SNP位点突变的蛋白结构局部三维建模的方法，包括以下步骤：

(1)找到SNP突变位点所在位置；

(2)局部建模序列的生长：基于Matlab软件编程“for”循环，每次循环突变位点氨基酸左右两侧各增加1个氨基酸之后执行步骤(3)，其中各参数为：

i：循环次数；

a：突变位点氨基酸；

n：氨基酸序列a的长度；

n＝a±i；每次循环之后更新原有氨基酸序列，其中，+表示在原有氨基酸序列右侧增加新的氨基酸，-表示左侧增加新的氨基酸；

最后i++,每次循环之后，更新i；

(3)对每次更新出来的氨基酸序列进行建模，若形成蛋白结构域，则结束“for”循环，执行步骤(4)，否则执行步骤(2)；