[發明專利]將大分子復合物結構映射到基因組和突變數據庫的方法

有效

• 申請號: 202010554880.2
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111816250B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 劉士勇;謝娟
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G16B20/00
• 分類號: G16B20/00;G16B20/50;G16B30/10;C12Q1/6869
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種將大分子復合物結構映射到基因組和突變數據庫的方法。本發明包括計算蛋白質?大分子(蛋白質/RNA/DNA)間的距離，得到復合物結構的結合位點；將蛋白質/RNA/DNA映射到基因組上；將得到的基因組坐標映射到疾病數據庫，得到疾病信息。本發明能夠將蛋白質?大分子的三維復合物結構映射到基因組和突變數據庫，發現大量的突變發生在蛋白質?大分子相互作用界面上，這些突變可以通過改變結合自由能影響蛋白質和大分子的相互作用，從而導致疾病。本發明在結構、基因和疾病之間起著良好的橋梁作用，有助于從多基因和基于結構的藥物設計來理解疾病的發病機制。

技術領域

本發明屬于結構與基因組信息研究領域，更具體地，涉及一種將大分子復合物結構映射到基因組和突變數據庫的方法。

背景技術

隨著測序技術的發展，越來越多的致病突變被發現，但這些突變的致病機制目前還不完全清楚。將這些突變與決定功能的三維結構聯系起來，特別是與疾病相關的蛋白質-大分子復合物，可能有助于解開這些謎團。為此，科學家們近幾十年來一直在研究這個問題。

文獻(Lu,et al.Bioinformatics,32(16),2016,2534–2536)和(Segura,etal.Bioinformatics,35(18),2019,3512–3513)分別公開了可以分析蛋白質-蛋白質相互作用網絡中的突變的PinSnps和3DBIONOTESv3.0。這兩種方法都主要通過UniProt顯示蛋白質-蛋白質相互作用。文獻(Wang,et al.Computational and Structural BiotechnologyJournal 13(2015)514–519)發表了工具SNP2Structure分析了蛋白質-RNA/DNA/配體復合物結構中蛋白質結構上的無義突變。盡管以前的方法可以很好地將突變信息映射到蛋白質結構上，但是這些方法僅僅考慮了蛋白質上的突變信息，而沒有考慮RNA/DNA上的突變，這無疑將影響我們對致病突變分子機制的理解。此外，這些方法并未提供蛋白質/RNA/DNA在基因組中的位置，但是基因組上的位置對于了解突變的位置非常重要。例如外顯子測序可以準確診斷患者的致病突變基因。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于解決現有技術僅僅考慮了蛋白質上的突變信息，而沒有考慮RNA和DNA上的突變信息；以及現有技術并未提供蛋白質、RNA以及DNA在基因組中的位置的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供一種將大分子復合物結構映射到基因組和突變數據庫的方法，所述大分子復合物包括：蛋白質與蛋白質的復合物，蛋白質與DNA的復合物，蛋白質與RNA的復合物以及蛋白質與DNA和RNA的復合物；包括如下步驟：

確定所述大分子復合物結構上相互作用的殘基與堿基中任意兩個重原子之間的距離，當所述距離小于預設距離閾值，則認為對應的殘基和堿基位于所述大分子復合物的相互作用界面上，并確定位于相互作用界面上的殘基序號和堿基序號；所述殘基屬于蛋白質結構，所述堿基屬于RNA結構或DNA結構；

將所述大分子復合物結構上的蛋白質結構映射到基因組；

將所述大分子復合物結構上的RNA結構映射到基因組；

將所述大分子復合物結構上的DNA結構映射到基因組；將所述蛋白質結構、RNA結構以及DNA結構映射到基因組以確定蛋白質結構、RNA結構以及DNA結構在基因組中的位置；

將所述基因組的坐標映射到突變數據庫ClinVar，以確定蛋白質結構、RNA結構以及DNA結構在基因組中可能存在的突變信息；

將位于相互作用界面上的殘基序號映射到蛋白質數據庫UniProt和突變數據庫SNPLogic，得到UniProt給出的所述殘基序號在基因組上的位置以及UniProt和SNPLogic給出的所述殘基序號可能存在的突變信息。