北京大学定量生物学中心计算生物学与药物设计平台配备了所需的超级计算条件及多种

商业、免费及自主发展的算法、软件、数据库和在线计算服务。平台的主要任务有: 1

提供生物体系计算模拟和药物设计服务;2)发展原创的药物设计和蛋白质设计方法与程

序;3)开展合作科学研究。平台的主要功能有:蛋白质结构模建;蛋白质相互作用模

建;生物体系动态性质模拟;基于蛋白质结构的虚拟药物筛选;活性化合物靶标预测;

蛋白质设计;化合物ADMET性质预测等。另外,平台还为低年级研究生开设定量生物

学计算与软件使用课程,提供各类相关培训服务。


 

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1. 计算生物学与药物设计平台的主要任务

 

自平台成立以来我们与中心内外的课题组开展了多项合作科学研究工作。目前正在研究

中的工作包括: 1)与分子医学所肖瑞平老师合作, 针对潜在的药物靶标蛋白进行药物

分子设计;2)与中心欧阳颀教授合作,研究蛋白质相互作用网络与癌症突变热点之间的

关系; 3)与中心白书农教授合作,对植物蛋白进行结构模拟与功能预测;4)与生命科

学学院饶毅教授合作,对生物钟调节相关蛋白进行小分子设计;5)与生命科学学院瞿礼

嘉教授合作,预测拟南芥中新功能蛋白的底物分子;6)与化学与分子工程学院夏斌教授

合作,对蛋白聚合物进行小分子抑制剂筛选。

 

目前已经完成的合作科研工作有: 1)与中国医学科学院药用植物研究所邹忠梅研究员

合作,对复方心可舒的药物多靶标机制进行研究。 研究发现中药复方心可舒中,一些有

效成分能和多个人体蛋白靶标相互作用, 研究论文发表在物理化学学报,2012, 28 (5),

1257-12642”2013419日,平台负责人裴剑锋还受邀主讲中国医学科学院药用植物

研究所30周年特邀学术报告,题目为计算模拟方法在中药研究中的应用 2)与中国科

学院武汉水生生物研究所葛峰研究员合作,计算了14-3-3蛋白与STAT3蛋白的相互作用机

制,计算结果与合作方的实验结果相互印证,研究论文发表在“PLoS ONE20127(1):

e29554. doi:10.1371/journal.pone.0029554”

 

另外, 我们还进行了一些独立的科研工作,如研究了中药对抗禽流感病毒H7N9的机制,

计算研究结果表明,不同于达菲等药物的单一靶标/单一组分作用方式,中药分子与流感

病毒蛋白之间存在显著的多靶标/多组分的网络相互作用关系;另外,中药分子具有冗余

效应, 例如黄酮类化合物可以抑制病毒的血凝素(H蛋白)和神经氨酸酶(N蛋白),而

中药中具有多种黄酮类化合物衍生物, 这些不同的黄酮类分子可以储备作用于不的H

/N蛋白亚型或突变体。 以上作用机制说明了中药对于多种流感病毒亚型或者突变株的

有效性, 中药的这种多效性对于预防和治疗将来可能新发的流感病毒亚型具有重要意

义。相关工作发表在“Molecular BioSystems, 2013, 9, 2696-2700”。该研究工作被中国医药报

所报道。

 

 


 

 

 

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2. 中药分子与流感病毒蛋白相互作用网络图

 

另外,平台的一项主要任务是发展和维护原创性的药物设计和蛋白质设计方法与程序,

我们还逐步建立相关的数据库服务和在线计算服务系统,使用户或合作方能够更方便地

使用到计算生物学与药物设计平台的技术服务。


 

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3. 平台在线计算服务


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