科创中国
基于圆周统计的蛋白质折叠的表征方法及系统
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-26 10:02:21
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：浙江宁波市| 窦翔 | 2022-10-26 15:17:48
本发明涉及生物信息学技术领域，特别涉及一种基于圆周统计的蛋白质折叠的表征方法及系统。本发明的方法基于圆周统计对蛋白质折叠进行表征，高效、准确，即可以更快研究蛋白质的折叠，也可以更准确描述蛋白质动态变化，从而研究相关神经退行性疾病的机理。一种基于圆周统计的蛋白质折叠的表征方法，其特征在于，建立第一圆周统计模型，用角度方差V(a)＝1-R(a)表征热动力学涨落，其中R2(a)＝2+2＜1；建立第二圆周统计模型，用角度协方差表征热动力学涨落；用第一圆周统计模型或第二圆周统计模型对待研究蛋白质序列构型中两侧链之间的氢键、两主链之间的氢键及两侧链之间的二硫键进行热动力学涨落分析
分析主链上第m个氨基酸残基和第n个氨基酸残基之间的侧链相互作用能量的涨落，当涨落值大于预设链相互作用能量热涨落阈值时，对第m个氨基酸残基和第n个氨基酸残基进行标记；将待研究蛋白质的侧链分为亲水侧链和疏水侧链，并分别对亲水侧链和疏水侧链进行标记，分别用第一圆周统计模型和第二圆周统计模型分析不同亲水侧链之间的二面角相互作用热涨落、亲水侧链与疏水侧链之间的二面角相互作用热涨落、不同疏水侧链之间的二面角相互作用热涨落；当涨落值大于预设二面角相互作用热涨落阈值时，采用第一圆周统计模型表征；当涨落值小于预设二面角相互作用热涨落阈值时，采用第二圆周统计模型表征。
蛋白质折叠(Protein folding)是蛋白质获得其功能性结构和构象的过程。通过这个物理过程，蛋白质从不规则卷曲折叠成特定的功能三维结构。当从mRNA序列翻译成线性肽链时，蛋白质以未折叠多肽或不规则卷曲的形式存在。该项目采用一种基于圆周统计的蛋白质折叠的表征方法及系统。本发明的方法基于圆周统计对蛋白质折叠进行表征，高效、准确，即可以更快研究蛋白质的折叠，也可以更准确描述蛋白质动态变化，从而研究相关神经退行性疾病的机理，可以应用于帕金森综合征、脑萎缩等疾病病理研究。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
蛋白质折叠问题被列为"21世纪的生物物理学"的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。该项目的技术基于圆周统计的蛋白质折叠的表征方法，其特征在于，建立第一圆周统计模型，用角度方差V(a)＝1-R(a)表征热动力学涨落，建立第二圆周统计模型，用角度协方差表征热动力学涨落，可以应用于各类神经退行性疾病的病理研究领域，具有高效、简便、安全、创新、节约的特征，有效降低科研院所药物研发成本。
本项目可以采用技术转让、技术合作等多种形式进行对接，欢迎有需求的企业单位联系洽谈。
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