[发明专利]一种研究蛋白质及药物-蛋白质复合体构象多态性的方法

说明书

本发明提供了一种研究蛋白质及药物‑蛋白质复合体构象多态性的分子成像方法，该方法涉及如下步骤：获得多肽/蛋白的自组装结构或与伴侣分子的共组装结构的STM图像之后，加入待测分子，得到待测分子在肽链上的结合结构、位点和数量，并在分子水平上研究多肽和待测分子的相互作用，测定待测分子在多肽上的优势构象。

技术领域

本发明属于生物物理领域，涉及一种研究蛋白质及药物-蛋白质复合体构象多态性的方法。

背景技术

在药物设计和开发研究中，解析蛋白质与药物分子形成的复合物结构，有助于实现面向靶点的新型药物分子的结构优化与功能设计。目前常用的研究蛋白质-药物结构的研究手段包括X-射线单晶衍射、核磁共振波谱、冷冻电子显微镜。上述传统表征手段要求蛋白质-药物复合物必须通过苛刻的样品制备过程，在特定的环境下形成均一的构象，才能实现高分辨的空间结构解析。比如X-射线单晶结构解析，需要摸索出特定的蛋白质浓度、溶剂环境、培养温度等条件才能够获得蛋白质-药物分子的共组装单晶，且单晶中蛋白质、药物分子仅能以一种构象存在，才能实现该复合体的空间结构解析。类似地，核磁共振波谱技术与冷冻电镜技术要求蛋白质样品的单一构象形成周期性，需要对大量样品信号做统计平均化处理。如果蛋白质本身同时存在着多种折叠结构，或者像固有无序蛋白这类分子不存在明确的三维空间结构，则很难使用现有的表征手段用以研究蛋白质-药物分子的作用机制。所以，发展新技术新方法用以解析具有多重构象的蛋白质-药物分子的结构具有重要的研究意义。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种研究蛋白质及药物-蛋白质复合体构象多态性的单分子成像方法。

本发明的目的在于提供一种研究蛋白质及药物-蛋白质复合体构象多态性的装置，所述装置可以通过分析样品获得蛋白质及药物-蛋白质复合体构象。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种测定待测分子与蛋白/多肽结合构象的方法，包括步骤：

1)制备蛋白/多肽溶液；

2)加入待测分子，充分混合；

3)将混合液加到导电性基底表面；

4)使用扫描探针显微镜进行扫描获得STM图像；

5)统计分析待测分子在肽链上的结合结构、位点和数量，获得能量分布差。

进一步，5)中能量分布差的计算公式为：

其中，Ei、Ej分别为状态i、j的能量，Pi、Pj分别为状态i、j的分布概率，k_B为玻尔兹曼常数，T为绝对温度。

进一步，1)中蛋白/多肽溶液与伴侣分子共混，制备混合液。

进一步，所述伴侣分子与肽链C-末端羧基形成氢键。

进一步，所述伴侣分子为4Bpy。

进一步，步骤1)中的溶液或混合液进行超声处理。

进一步，3)中所述导电性基底包括石墨基底、金属基底、氧化物基底、半导体基底。其中，所述金属基底包括(但不限于)金、银、铜、铂基底；氧化物基底包括(但不限于)ZnO、Cu₂O、CaCO₃；半导体基底包括(但不限于)CdS、ZnS、GaAs。

进一步，所述导电性基底为石墨基底。