蛋白质中含 α- 螺旋、β- 折叠和转角等不同二级结构元件的独特纳米环境特征综合分析

为提升对蛋白质中 α- 螺旋、β- 折叠和转角（turns）等二级结构元件（SSE）的理解，研究人员基于 STING 数据库，分析转角的纳米环境（NE）。发现 α- 螺旋与 β- 折叠的 NE 及氨基酸残基组成呈 “钥匙 - 锁” 模式，转角亦需特定描述符组合，为蛋白结构预测和药物设计提供支撑。

　　

本研究是全面描述蛋白质中三种二级结构元件（SSE）内部纳米环境（NE）系列工作的第三部分。此前已分析 α- 螺旋和 β- 折叠的 NE，本次聚焦转角。研究发现转角与 α- 螺旋结构相似性高，可视为 α- 螺旋的 “不完全” 起始。借助 STING 数据库的理化和结构描述符，通过统计分析获取完整刻画转角 NE 的描述符集合，对比其与 α- 螺旋、β- 折叠 NE 的差异，确定三种 SSE 的最相关纳米环境描述符（MRND）。结果表明，α- 螺旋和 β- 折叠的 NE 及氨基酸残基组成均呈现 “钥匙 - 锁” 系统模式，即特定描述符需在明确值范围内才能构建特定 SSE 的 NE，该规律同样适用于转角。本研究成果有助于提升蛋白质三级结构预测精度，助力针对蛋白质结构 / 功能相关疾病的药物设计，同时为 “蛋白质内部纳米环境字典”（DIPN）的构建提供关键数据，其包含的十种最受关注 NE 的理化和结构信息可直接应用于药物研发领域。