“二型分子伴侣”别构机制的复杂网络分析

II型"分子伴侣"是真核细胞/古细胞中帮助蛋白质正确折叠的蛋白质分子机器。在其行使功能过程中，别构（allostery）运动起主导作用。但别构信号在亚基内和亚基间传递的分子机制却很不清楚。最近在II型分子伴侣结构研究方面的突破提供了理解其别构机制的新机遇。本项目将从II型分子伴侣的晶体结构出发，基于复杂网络的概念和方法并结合蛋白质物理模型，研究其功能过程的别构运动分子机制。我们将构建残基层次的相互作用网络(氨基酸网络)，并基于生物物理领域最近发展起来的蛋白质多尺度相互作用方法提取氨基酸网络的物理相互作用权重。通过分析加权氨基酸网络的群落分布、节点介数、点强度、以及其他表征节点重要性的拓扑性质来理解II型分子伴侣实现别构运动的结构和物理相互作用基础。同时，通过求解输运方程分析别构信号在氨基酸网络中的输运特性以及对别构运动关键的氨基酸位点。本项目研究将为理解蛋白质的结构和功能关系提供新启示。

根据研究计划，本项目中，我们运用复杂网络的概念和方法，围绕蛋白质分子机器“II型分子伴侣”的功能运动开展了系统研究，构建了II型分子伴侣单亚基及全分子的残基相互作用网络，并基于蛋白质物理模型构建了相互作用网络的权重，分析了别构运动的结构和相互作用基础。同时，本项目通过解析分析的方法研究了二分图描述的合作网络中参与者节点的项目度分布特性及其影响因素。本项目如期完成了项目主要计划任务，实现了预期目标，并在原研究计划基础上做了部分拓展。目前，本项目部分研究结果已完成论文初稿，将于近期投稿。项目中所发展的部分算法已发表国内核心期刊论文1篇。