背景技术:
1、蛋白质在体内可以稳健且可重复地折叠,但许多蛋白质在与细胞成分分离的情况下不能在体外折叠。无论是在体外还是在体内,蛋白质天然构象的途径仍然很大程度上未知。体内蛋白质折叠最常见的机制是折叠是由热力学驱动的,特别是仅由吉布斯自由能的减少驱动。然而,尝试应用基于无辅助自发蛋白质折叠模型的方法来模拟体外和计算机上的蛋白质折叠,并没有为大多数蛋白质或多肽链带来准确、可靠和可重复的折叠结果。
2、目前还没有已知的系统和方法用于通过直接机械操作促进和/或模拟蛋白质折叠。相反,如上所述,现有模型依赖于折叠无需外部能源辅助而将自发发生的原理。许多方法还依赖于一个基本假设,即多肽主链表现为自由连接的链。
3、需要一种改进的方法来促进蛋白质在体外和计算机中的折叠,其能够增强折叠轨迹并促进多肽链折叠成天然的、非天然的和/或人工稳定的折叠构象。还需要一种方法来解决以下问题:蛋白质折叠可能不是自发的、不依赖外部能量的过程,外力可能在蛋白质折叠中发挥作用,并且蛋白质在折叠过程中可能不会表现为自由连接的链。
技术实现思路
1、本发明通过创建蛋白质折叠系统和方法克服了这些限制,该蛋白质折叠系统和方法依赖于体外和计算机上对肽主链的直接操纵,以便模拟和/或促进体内和/或体外蛋白质折叠。本发明提供了改进的蛋白质折叠模拟和体外折叠方案,其能够通过向多肽链施加外力(例如约束力和旋转力)来实现真实的蛋白质折叠途径,施加外力的方式使得可以操纵多肽主链,从而可以防止多肽主链的全部或至少部分表现为自由连接的链。
1.一种用于改变多肽链折叠轨迹并促进多肽链折叠成天然、非天然或人工构象的系统,所述系统包括:
2.根据权利要求1所述的系统,其中所施加的运动限制和定向旋转导致所述肽主链的扭曲和所述多肽链的构象的改变中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的系统,其中施加所述至少一个第一运动限制包括在沿所述肽主链的第一位置处施加力和扭矩中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的系统,其中施加所述至少一个第一定向旋转包括在沿着所述肽主链的第二位置处施加力和扭矩中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的系统,其中施加定向旋转和运动限制是作为计算机模拟的一部分在计算机中进行的。
6.根据权利要求1所述的系统,其中施加定向旋转和运动限制是在体外进行的。
7.根据权利要求1所述的系统,其中施加定向旋转包括通过添加机械旋转力来增强建立的力场。
8.根据权利要求1所述的系统,其中所述定向旋转被施加于所述肽主链的n端氨基酸、c端氨基酸和任何其他氨基酸中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的系统,其中所述运动限制被施加于所述肽主链的n端氨基酸、c端氨基酸和任何其他氨基酸中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的系统,其中施加定向旋转包括施加电力、磁力、机械力和其他力中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的系统,其中施加运动限制包括对所述肽主链内的氨基酸、所述肽主链内的原子、肽侧链中的原子以及与所述肽紧密结合的实体中的原子中的至少一个施加共价和非共价结合特性中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的系统,其中施加运动限制包括改变所述肽所在的溶剂的温度、化学组成和粘度中的至少一个。
13.一种用于修饰多肽链折叠轨迹并促进多肽链折叠成天然、非天然或人工构象的系统,所述系统包含:
14.根据权利要求13所述的系统,其中所述多肽操纵器被配置为使用光镊子、磁镊子、磁珠、电磁体、压电装置和压电声装置中的至少一种来施加运动限制和定向旋转或其他运动。
15.一种修饰多肽链折叠轨迹并促进多肽链折叠成天然、非天然或人工构象的方法,所述方法包含: