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山东省生物物理重点实验室智能生物计算应用课题组连续发表生物计算论文

发布时间：2024-10-11

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当前，计算已经成为制约和促进社会发展的一个关键因素。计算颠覆了许多的传统的科学研究领域，随着智能计算的发展，在蛋白质结构数据库中收录的计算结构数量远远超过了过去几十年积累的实验结构数量。近期，生物物理研究院山东省生物物理重点实验室扈国栋教授带领智能生物计算应用课题组与山东交通学院陈建忠教授合作，采用传统计算方法结合机器学习进行数据处理，对生物大分子进行研究，分析挖掘出许多新现象，相关成果分别以“Unveiling Putative Excited State and Transmission of Binding Information in the Fluoride Riboswitch”和“Conformations of KRAS4B Affected by Its Partner Binding and G12C Mutation: Insights from GaMD Trajectory-Image Transformation-Based Deep Learning”为题，在计算领域国际期刊Journal of Chemical Information and Modeling发表。

核糖开关通过与特定的小分子或离子结合实现调控信息的传递，进而调节下游基因的表达。在一类氟核糖开关中，转录终止信号由瞬态激发态（ES）传递。我们采用分子动力学（MD）模拟的方法，计算出实验结构难以观察到的激发态结构。通过机器学习的方法研究氟化物核开关适配体内结合的信息传递机制。

虽然计算结果与实验数据在定量上是一致的，但计算结果和实验结果激发态结构的寿命和结构占总结构的比例上还存在差异，这突出了计算方法在复制实验观察结果方面的重大挑战。进一步的优化RNA力场参数，并采用能够准确模拟周围环境的MD模拟技术，有望弥合理论计算和实验测量之间的差距。另外，虽然我们采用了多种的分析方法，但还是无法解决MD模拟无法达到传输绑定信息的时间尺度和远程空间通信传输绑定信息的问题。未来期望有更多的分析方法，以解决MD模拟无法达到传输绑定信息的时间尺度和远程空间通信传输绑定信息的问题。

文章链接：

[1] Hu Guodong; Yu Xue; Li Zhaojun, Unveiling Putative Excited State and Transmission of Binding Information in the Fluoride Riboswitch. J. Chem. Inf. Model. 2024. https://doi.org/10.1021/acs.jcim.4c00852

[2] Chen Jianzhong; Wang Jian; Yang Wanchun; Zhao Lu; Hu Guodong, Conformations of KRAS4B Affected by Its Partner Binding and G12C Mutation: Insights from GaMD Trajectory-Image Transformation-Based Deep Learning. J. Chem. Inf. Model. 2024, 64 (17), 6880-6898. https://doi.org/10.1021/acs.jcim.4c01174

（作者：生物物理研究院扈国栋供稿审核人：许士才）