光谱学与分子对接结合解释生物大分子与配体间作用机制的研究进展

周玉玳，戴双雄，佟 斌，蔡政旭，石建兵，董宇平

北京理工大学材料学院结构可控先进功能材料与绿色应用北京市重点实验室，北京 100081

1 引言

分子对接，通常被用来计算生物大分子和小分子配体之间可能存在的各种结合构象，构筑一个受体-配体的构象集，并预测结合力的强弱及种类，根据构象和能量的匹配排名打分，到目前为止已经被使用几十年[1-6]。1894年，Fischer[7]最早提出“锁钥模型”用于解释受体-配体间的相互作用，即受体和配体间通过几何互补和能量匹配识别彼此。这种模型认为配体和受体均为刚性结构，但是无法解释一些受体和配体结合后构象明显改变的现象。1958年，Koshland[8]在“锁钥模型”的基础上，提出了酶促反应的“诱导契合”学说，该理论表明酶和底物之间的反应，酶活性位点的空间构型受配体影响而改变，认为配体和蛋白质都是柔性结构。诱导契合理论为分子对接提供了理论参考，将受体和配体考虑为柔性结构使对接结果更加准确。分子对接的方法通常分为三类：刚性对接、半柔性对接和柔性对接。刚性对接将受体和配体均考虑为刚性，降低了对接难度并减少了计算量，适用于对结果精度要求不高或结构较为庞大的体系，如蛋白-蛋白及蛋白-核酸间的对接。半柔性对接目前使用比较广泛，将大分子受体视为刚性，小分子在结合位点处构象可以发生改变。柔性对接认为配体和受体的构象可以自由改变，计算耗时较长，多用于精确考虑结合相互作用。……