【摘 要】
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核糖核酸(RNA)是细胞中的基本单元之一,常与其它蛋白质或小分子等生物分子形成复合物结构,有调控和催化等重要的生物学功能。然而,由于RNA分子的柔性特征和实验技术的限制,实验上较难快速测定RNA分子的复合物结构,极大地阻碍了 RNA复合物功能的探索。因此,RNA结合位点的理论预测研究有助于理解其结构功能关系和解释生物学机理问题。本文介绍了一种基于RNA三级结构预测结合位点的网络策略,即RBind。
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核糖核酸(RNA)是细胞中的基本单元之一,常与其它蛋白质或小分子等生物分子形成复合物结构,有调控和催化等重要的生物学功能。然而,由于RNA分子的柔性特征和实验技术的限制,实验上较难快速测定RNA分子的复合物结构,极大地阻碍了 RNA复合物功能的探索。因此,RNA结合位点的理论预测研究有助于理解其结构功能关系和解释生物学机理问题。本文介绍了一种基于RNA三级结构预测结合位点的网络策略,即RBind。该方法首先对RNA三级结构进行网络模型构建。在网络构建中,RNA结构中的每个核苷酸为网络中的节点,非近邻核苷酸中任一重原子间距离小于8A连接为网络中的边。第二步,在构建的RNA网络中,我们对网络节点的度中心性和接近中心性进行计算。第三步,基于度中心性(degree)和接近中心性(closeness)的计算,以一定值作为截断确定RNA的结合位点。进一步,我们用RNA-ligand和RNA-protein测试集对RBind的精度进行了比较分析。结果表明,该方法在RNA-ligand测试集中的平均预测精度为0.82,在RNA-protein测试集中的平均预测精度为0.63,预测精度优于现有的RNA结合位点预测方法。同时我们也对RNA分子的搭建模型结构进行了结合位点预测,结果表明只要RNA的三级结构模型在合理的精度范围内,RBind就可以较为准确地预测其结合位点。核苷酸-核苷酸间的直接耦合分析结果表明了结合位点间存在着维持结构和功能特征的共进化关系,为我们进一步筛选结合位点提供了启示。此外,我们发展的这套RNA结合位点预测方法,对于今后计算机辅助药物设计以及复合物结构预测提供了新的启示和引导。我们搭建了 RBind的网站:https://zhaolab.com.cn/RBind,该网站提供了 RBind的预测程序与标准测试集等数据。
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