华人科学家刘雄发现高通量分析蛋白质结构动力学的方法

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生物谷报道：蛋白质结构的研究目前还处于极为初级阶段，它是揭示蛋白质的作用的最终的手段之一。但蛋白质结构的动力学更为复杂，目前有很多相关的学说。但是如何高通量预测与分析蛋白质结构动力学的方法还是十分缺乏。来自美国约翰霍普金斯的Wilmer研究所华人科学家刘雄（Xiong Liu英译，生物谷注）最近提出了一种新的生物信息学方法，文章发表在最近的Briefings in Bioinformatics杂志上。

目前科学家在蛋白质的一二级结构的预测方面是比较成熟的，但是三四级结构预测与实际情况差别十分巨大，有时甚至完全不同，这也是一直困绕科学家的难题。虽然基因组计划与蛋白质组计划发展飞速，但是蛋白质的结构破译仍然十分缓慢，全球蛋白质三维结构数据库还十分小，如何高通量预测蛋白质三维结构同样是重要的课题。

刘雄等人开发出一套全新的基于web运行的软件系统iGNM，专门用于高通量蛋白质结构的预测与分析。这套软件系统中包含了超过20000PDB结构数据库，同时支持在线实时的更新，以及PDB结构的展示，以及用户进行自主调节和修饰结构。这套系统有助于探索从蛋白质序列--结构--动力学--功能的全套复杂的关系。为从系统生物学角度研究蛋白质的功能提供重要的研究工具。生物谷网专家认为，蛋白质结构的破译进程直接影响到人类对蛋白质功能的理解与分析，以及蛋白质之间相互作用的理解。这套软件系统使得高通量预测蛋白质结构成为可能，当然，这些预测还仅仅是基于目前已有的研究，包括蛋白质结构，motif等研究成果，它还不能解决未被破译的所有的蛋白质结构问题，但是却开启了这扇大门的重要的钥匙。

原文如下：

Wilmer Institute, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore,

Briefings in Bioinformatics 2007 8(6):432-445

High-throughput modeling and analysis of protein structural dynamics

Xiong Liu and Hassan A. Karimi

Corresponding author. Xiong Liu, Wilmer Institute, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD 21287, USA. Tel: +1-410-502-2955; Fax: +1-410-502-5382; E-mail: xliu33@jhmi.edu

Protein function is a dynamic property closely related to theconformational mechanisms of protein structure in its physiologicalenvironment. To understand and control the function of targetproteins, it becomes increasingly important to develop methodsand tools for predicting collective motions at the molecularlevel. In this article, we review computational methods forpredicting conformational dynamics and discuss software toolsfor data analysis. In particular, we discuss a high-throughput,web-based system called iGNM for protein structural dynamics.iGNM contains a database of protein motions for more than 20000 PDB structures and supports online calculations for newlydeposited PDB structures or user-modified structures. iGNM allowsdynamics analysis of protein structures ranging from enzymesto large complexes and assemblies, and enables the explorationof protein sequence–structure–dynamics–functionrelations.