别构位点识别：标准数据集与计算方法评价体系的建立与应用

Allostery, whose ligand bind to an allosteric site which is topographically distinct from the orthosteric site, is one of the most basic manners in the protein function regulation. As recent works suggested, small molecule drugs targeting allosteric site show higher selectivity and less side effects in comparison with orthosteric drugs. However, most reported allosteric sites were serendipitously discovered by experiments due to devoid of feasible methods to identify the allosteric sites, which severely hinder the exploitation of allosteric regulation and the development of small-molecule allosteric drugs. In our previous work, we constructed a comprehensive allosteric database (ASD) which contains information of allosteric protein since 1903 and developed a method (AlloSite) to detect the allosteric sites for specific proteins. This project aims to systematically analyze the unique characteristics of allosteric sites based on our preliminary works, and to create a high-quality allosteric sites dataset as well as reassess the current strategies to define their advantage and insufficiency in practical applications. We will develop improved allosteric site detection methods to overcome the existing defects of current methods and promote its application in pharmaceutical industry.

别构调节是一种通过调节分子结合到蛋白活性位点以外的别构位点进行蛋白功能调节的方式，是蛋白质功能调节的基本机制之一。研究表明，与传统药物相比，针对别构位点开发的小分子药物选择性更强和毒副作用更低。然而，目前已知的别构位点主要来源于实验中随机发现，利用计算化学生物学方法进行位点识别虽取得一定进展，但受制于缺乏别构位点标准数据及其识别方法的评价体系而难以深入发展。本课题组已建立包含自1903年至今发现的别构蛋白的综合知识数据库，并发展了基于位点属性的别构位点识别方法。本课题将在这些重要前期工作的基础上，进一步建立筛选规则遴选别构复合物数据建立高质量的别构位点标准数据集，提炼别构位点具有的特征指标，进而构建对别构位点识别方法的综合评估体系。我们将针对原有方法的缺陷发展新一代的改善型别构位点识别方法，并推动其在医药工业界中的应用。

通过构象变化触发蛋白质功能活性的变构调节是蛋白质在许多生理和病理条件下（包括癌症）的天然功能，而鉴定体细胞突变对变构蛋白质的生物学效应及其在肿瘤发生和发展过程中改变的表型，是后基因组时代癌症基因组面临的主要挑战。本研究中，我们将在33种癌症类型的大约7,000对肿瘤-癌旁样本中观察到的超过47,000个体细胞错义突变映射到蛋白变构位点中，以对变构突变效应的蛋白进行筛选，并在肿瘤细胞系中进行了验证。我们发现，在癌症基因组中鉴定出的有害突变在蛋白的变构位点中具有富集性，这表明蛋白变构的突变体在肿瘤中起着至关重要的作用。我们开发了一种统计方法，即AlloDriver，并在全部肿瘤和各个肿瘤类型分析中进一步确定了15种潜在的突变变构蛋白。最重要的是，我们实验证实了PDE10A这一蛋白上的Pro360Ala突变在介导非小细胞肺癌（NSCLC）的肿瘤发生中起到的潜在促进作用。总之，这些发现揭示了变构调节在肿瘤发生过程中的作用，并为高效开发靶向癌症疗法提供了有用的工具。