華大在線訊（通訊員 物軒）近日,，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院趙蘊(yùn)杰教授與美國喬治華盛頓大學(xué)曾辰教授合作在軟物質(zhì)物理領(lǐng)域取得了新的研究進(jìn)展,，在《Briefings in Bioinformatics》雜志（影響因子：13.99）發(fā)表題為“Prediction of allosteric druggable pockets of cyclin-dependent kinases”的綜述論文（全文鏈接：https://doi.org/10.1093/bib/bbac290）,。我校博士研究生寧尚波為該論文的第一作者,，趙蘊(yùn)杰教授和曾辰教授為論文的通訊作者，華中師范大學(xué)為第一完成單位,。

趙蘊(yùn)杰教授團(tuán)隊(duì)長期研究軟物質(zhì)物理方向,，揭示生物分子結(jié)構(gòu)和功能的基本原理,，設(shè)計(jì)基于物理和人工智能的特異性靶向抑制劑。該論文綜述了周期蛋白依賴性激酶結(jié)構(gòu)與抑制劑研究的進(jìn)展與挑戰(zhàn),，對激酶家族結(jié)合口袋的序列與結(jié)構(gòu)拓?fù)涮卣髯隽思?xì)致的分析,。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)利用分子動(dòng)力學(xué)模擬,、自由能精確計(jì)算和動(dòng)態(tài)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等物理模型定量分析抑制劑對激酶結(jié)構(gòu)與功能的影響,，可精確預(yù)測靶向結(jié)合位點(diǎn)與特異性抑制劑，為靶向激酶的藥物研發(fā)提供了理論指導(dǎo)與科技支撐,。

該方法可以通過四個(gè)步驟描述：第一步采用滾動(dòng)探針識(shí)別激酶結(jié)構(gòu)的口袋區(qū)域，定量計(jì)算組成口袋的氨基酸序列保守性與口袋結(jié)構(gòu)的拓?fù)涮卣鳎▓D1）,。第二步通過分子動(dòng)力學(xué)模擬和動(dòng)態(tài)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)物理模型評估結(jié)合口袋對激酶結(jié)構(gòu)和功能的影響,，識(shí)別潛在的靶向位點(diǎn)（圖2）。第三步利用基于動(dòng)力學(xué)的精確自由能計(jì)算,、功能界面相互作用計(jì)算,、和基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)性分析等模型綜合評估抑制劑結(jié)合前后激酶結(jié)構(gòu)的構(gòu)象變化，篩選潛在的激酶抑制劑（圖3）,。第四步采用基于增強(qiáng)采樣的拉伸動(dòng)力學(xué)模型對潛在抑制劑進(jìn)行理論驗(yàn)證（圖4）,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以成功篩選特異性靶向抑制劑,。

該研究工作得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,、華中師范大學(xué)優(yōu)秀青年團(tuán)隊(duì)和優(yōu)博培育項(xiàng)目等的資助。

（審讀人：俞云偉）