[发明专利]一种基于计算机模拟获取可调控的TRPV5变异体的方法

摘要

本发明公开了一种基于计算机模拟获取可调控的TRPV5变异体的方法。所述方法首先采用CHARMM‑GUI对通道蛋白质进行变异处理，随后使用Amber16中的分子动力学模拟模块pmemd.cuda对不同状态下的TRPV5通道蛋白变异体阳离子进行模拟，最后结合使用VMD和Amber16中的cpptraj模块分析阳离子的运动路径，来验证该TRPV5通道蛋白变异体的通道性能。本发明可对整个模拟体系的运动轨迹进行研究解析，克服了中间状态难以连续观测的难题，并且能够直观地观测到阳离子在极短的时间尺度内的运动变化。整个计算过程效率高，耗时短，操作简单，有助于在生物化学、蛋白质工程学等领域的广泛应用。

主权项

1.一种基于计算机模拟获取可调控的TRPV5变异体的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.分析TRPV5蛋白结构关键位点，对关键位点进行突变修饰，获得失去摄取钙离子能力的TRPV5通道蛋白突变体A1，使通道关闭；/nS2.对S1所述突变体A1的已突变位点进行磷酸化修饰，获得若干可摄入钙离子的TRPV5通道蛋白突变体A2，使通道打开；/nS3.将待摄入的钙离子分别置于S1所述突变体A1、S2所述突变体A2的通道入口附近，并使用CHARMM-GUI软件将S1所述突变体A1、S2所述突变体A2分别构建成细胞膜结构模型；所述细胞膜结构模型包括变异体A1或变异体A2、以及待摄入钙离子、溶质离子、磷脂双分子层和溶剂；/nS4.使用分子动力学模拟软件中的动力学模拟模块，结合最陡下降法和共轭梯度法对S3所述细胞膜结构模型分别进行能量最小化优化，获得能量优化后体系；/nS5.对S4所述能量优化后体系中的蛋白质重原子和钙离子进行位置限制，随后使用分子动力学模拟软件中的动力学模拟模块对体系进行预平衡模拟，获得预平衡体系；/nS6.在分子动力学模拟软件中的动力学模拟模块，对S5所得预平衡体系进行分子动力学模拟，获得钙离子运动轨迹；/nS7.结合VMD程序和软件测距工具，对不同变异体的通道入口处进行观察钙离子是否进入其离子通道，并根据S6所得的钙离子运动轨迹分析其钙离子运动情况，获得不同变异路线中的初始最优变异体；/nS8.得到初始最优变异体后，重新进行动力学模拟从而进一步测试钙离子摄入能力，动力学模拟结束后获得含有若干晶体结构输出文件和体系各原子的运动轨迹文件，待进一步验证钙离子在更远的距离能否被通道蛋白突变体摄入；/nS9.先使用ambpdb模块将S8所述若干晶体结构输出文件转化成适用于观察的PDB文件，再使用VMD可视化软件观测晶体结构输出文件中钙离子的最终位置，并使用分子动力学模拟软件中的分析模块对S8所述运动轨迹文件进行分析，根据分析结果选择确定最终最优的TRPV5通道蛋白变异体。/n