[发明专利]用于分析G蛋白偶联受体与配体相互作用的方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于分析G蛋白偶联受体与配体相互作用的方法和系统。该方法包括：接收用户输入的受体名称或晶体结构编号；收集受体相关晶体结构信息，并存入对应数据库；清理PDB文件并通过几何和物理化学特性进行计算分析，获得反映受体和配体相互作用的分析结果；对所述分析结果以2D可视化和3D可视化的形式显示相关数据。本发明可提供多种相互作用的分析，根据受体的多种结构进行3D整体结构可视化展示，以及2D可视化展示，从而有利于结构生物学研究、药效团研究、虚拟筛选等各个领域的深入研究。

技术领域

本发明涉及生物信息技术领域，更具体地，涉及一种用于分析G蛋白偶联受体与配体相互作用的方法和系统。

背景技术

近年来，GPCRs(G蛋白偶联受体)家族的受体在治疗应用领域被广泛研究。这些受体具有一个共同特征，它们都位于细胞膜中并且该结构由位于细胞外和细胞的环连接着七个跨膜螺旋。在不同药理特性的作用下，GPCRs构成了药物靶向的最大家族。很多文献都表明受体在新药发现中占据着重要性的地位。且这些受体的结构可以通过结晶方式来阐明，这使得了解受体与其配体(激动剂或拮抗剂性质)之间的结合模式成为可能，通常结合模式为非共价性质。通过将含有配体且来自相同受体的结构组合在一起，可以更好地了解两个分子之间的相互作用。这些相互作用揭示了配体的物理化学和几何特性、受体的激活模式和先导分子的优化。同时，使用涉及这些相互作用的分子对接和虚拟筛选在理论上会改进潜在苗头分子的发现。

然而，在现有技术中，缺乏有效地分析受体和配体相互作用的方案。这是因为，由于缺乏收集晶体结构并提供复合物之间的结合模式的计算工具，因此缺少参考物导致不少结果失败。研究者更多是利用实验室对复合物之间的联系进行自己的研究，特别在生物医学研究人员授予他们对特定目标或药物的研究方面，甚至阐明晶体结构的科学家。此外，目前还不存针对复合物相互作用模式进行直接可视化的方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供用于分析G蛋白偶联受体与(拮抗剂或激动剂)配体相互作用的方法和系统。

根据本发明的第一方面，提供一种用于分析G蛋白偶联受体与配体相互作用的方法。该方法包括以下步骤：

接收用户输入的受体名称或晶体结构编号；

收集受体相关晶体结构信息，并存入对应数据库；

清理PDB文件并通过几何和物理化学特性进行计算分析，获得反映受体和配体相互作用的分析结果；

对所述分析结果以2D可视化和3D可视化的形式显示相关数据。

根据本发明的第二方面，提供一种用于分析G蛋白偶联受体与配体相互作用的系统。该系统包括：

搜索模块：用于接收用户输入的受体名称或晶体结构编号；

数据预处理和存储模块：用于收集受体相关晶体结构信息，并存入对应数据库；

数据处理和分析模块：用于清理PDB文件并通过几何和物理化学特性进行计算分析，获得反映受体和配体相互作用的分析结果；

结果可视化模块：用于对所述分析结果以2D可视化和3D可视化的形式显示相关数据。

与现有技术相比，本发明的优点在于，几乎无需用户干预，只需要输入受体的名称或结构编号，即可分析和可视化受体和配体之间的相互作用。平台预先包含每个结构的计算结果，结果以2D和3D的可视化形式呈现。因此用户可以快速得到结果，以更深入，更便利的结构生物学研究、药效团研究、虚拟筛选等各个领域研究。本发明可用于研究受体口袋结构的变动、配体的药效团、具有重要相互作用特征的残基等功能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明