[发明专利]一种蛋白互作抑制肽的设计方法

说明书

本发明属于蛋白质组学技术领域，涉及一种蛋白互作抑制肽的设计方法。该方法包括：选择互作蛋白质组中至少1个蛋白质作为目标结构；选择目标结构中的1个蛋白质作为蛋白质靶标，设置若干次结合肽长度n，进行靶向蛋白结合肽设计，得到结合序列；通过对结合序列的筛选，得到最优结合肽长度；生成最优结合序列后进行突变，生成候选序列组，选取候选序列组中评分较高的序列进行再次筛选，并进行亲水性参数计算，得到参数最优的序列即为蛋白互作抑制肽。本发明提供了一种蛋白互作抑制肽的设计方法，该方法不会受到肽库大小、肽库包含的肽的多样性、可用蛋白质结构等限制，更容易适合直接开发应用，并能提供有关抑制机制或相互作用特异性的信息。

技术领域

本发明属于蛋白质组学技术领域，涉及一种蛋白互作抑制肽的设计方法。

背景技术

蛋白互作，又称蛋白质相互作用(protein-proteininteraction，PPl)，是指两个或两个以上的蛋白质分子通过非共价键形成蛋白质复合体(protein complex)的过程。蛋白质在生物体内通过与自身或其他蛋白质以及核酸形成复合体来发挥生物学功能，基因调节、免疫应答、信号转导、细胞组装等等都离不开蛋白互作。

蛋白互作抑制剂是通过干扰或抑制蛋白互作的蛋白质-蛋白质相互作用的药剂。蛋白互作抑制剂的开发比酶和小分子受体抑制剂的开发要困难得多，这一方面是由于蛋白质的结合模式具有多样性；另一方面则在于蛋白质相互作用界面本身具有的性质和特点。尽管如此，蛋白互作抑制剂却有着显著的优点。首先，它具有特异性。由于同源家族的酶的催化区域具有保守性，所以抑制剂在生物体内通常抑制的不仅仅是引起病变的靶标酶，它还会抑制很多同源家族的酶，这就导致很多副作用的产生，而蛋白质复合物的特异性，使得干扰它们相互作用的小分子也具有特异性，所以蛋白质-蛋白质相互作用是一个很有吸引力的药物靶标。其次，它的抗性问题小。酶的催化区域容易发生突变，产生抗药性，而相互作用的蛋白质与蛋白质，若其中一个蛋白亚单元发生突变，则另一个蛋白亚单元只有发生突变，才能与之匹配结合，而两个蛋白同时发生突变的概率很低，因此几乎不需要考虑蛋白质-蛋白质相互作用的抗药性问题。蛋白质-蛋白质相互作用抑制剂按其结构可以分为肽、拟肽和小分子抑制剂三种类型。

用于鉴定靶向但白蛋白之间相互作用的抑制肽的筛选方法涉及多种方法(以p53-mdm2相互作用为例)，包括：1、肽库筛选：生成肽库并筛选其与p53-mdm2相互作用位点结合并破坏其相互作用的能力。2、噬菌体展示：筛选噬菌体展示的肽与p53-mdm2相互作用位点结合的能力。3、计算机辅助筛选：分子对接和分子动力学模拟用于预测可与p53-mdm2相互作用位点结合的肽。4、高通量筛选：高通量测定，例如表面等离子共振(SPR)和基于荧光的测定，用于筛选大量肽抑制p53-mdm2相互作用的能力。

上述每种用于筛选多肽抑制肽的方法都有其自身的优点和缺点：1、肽库筛选：这种方法提供了一种系统的、高通量的方法来识别抑制肽，但它可能受到库的大小和它包含的肽的多样性的限制。2、噬菌体展示：此方法允许选择与目标蛋白特异性结合的肽，但鉴定出的肽可能并不总是适合体内使用。3、计算机辅助筛选：这些方法可以提供对潜在抑制肽的快速且廉价的预测，但它们的准确性可能会受到可用蛋白质结构和所用算法质量的限制。4、高通量筛选：这种方法可以快速筛选大量肽抑制蛋白相互作用的能力，但它可能无法提供有关抑制机制或相互作用特异性的信息。这些筛选方法已成功用于鉴定几种有前途的抑制肽，这些肽可以有效靶向细胞内蛋白蛋白相互作用，如p53-mdm2相互作用多肽抑制剂如：PMI(最强效的p53-mdm2十二肽抑制剂)和ALRN-6924(装订肽)。然而，由于设计方法的固有缺陷，导致这些多肽抑制剂需要进一步改进优化才能进行实际应用。例如PMI存在的主要问题是疏水性较差，导致成药性差。这种情况不仅影响了多肽的生物学效果，而且可能导致多肽在体内循环不足，从而降低其治疗效果。

发明内容

本发明目的在于解决现有蛋白互作抑制肽的设计过程中的固有缺陷，例如会受到肽库大小、肽库包含的肽的多样性、可用蛋白质结构等限制，无法提供有关抑制机制或相互作用特异性信息等问题。