使用旋轉切面影像進行蛋白質活性基比對與鍵結

Abstract

本篇論文展示了一種以Spin Image做到快速的蛋白質Receptor to Receptor，Ligand to Receptor的比對或配對之技術，其結果為在短時間內留下較有可能的蛋白質，並藉由去除掉大部分不可能的樣本，減少實驗錯誤樣本所需要的時間，以期能增進新的藥物，抗體研發的效率。 本系統進行的程序上主要分為兩部分：之前的資料準備以及線上的資料比對。在資料準備上，我們建構一個蛋白質活動基的資料庫系統，皆以Spin Image為基礎儲存。而在線上比對的部分，又分為表面模型建構、Spin Images建構、Spin Image比對等三個步驟。給定一個未知的蛋白質，可由資料庫中的活動基資料，藉由全體比對而得到可能的相似活動基位置、或者可配對的位置。 藉由找出相似的活動基位置、或幾何上可能結合的受體位置，可幫助生物學家們在尋找有效藥物的過程中給予適當的建議與方向。 在結果的部分，建構一個一萬網點的蛋白質全體影像，時間約在一天左右。而線上比對一活動基與上述蛋白質全體影像，所花的時間約為兩分鐘。因此以現有PDB資料庫結構規模約50,000筆來說，在資料庫事先建構完成的情況下，對一個蛋白質做完整的搜索約需要70天。多核心電腦上使用multi-thread技術似乎是一個加快上述計算之有效方法，因為50,000筆資料比對正可以分群來比對，符合平行分散計算之原則。