活性多肽的虚拟筛选--AI工具

活性多肽是一类由蛋白酶水解或微生物发酵得到的分子量小于1 KDa的肽段。氨基酸组成、排列、亲疏水性等特征决定了多肽的活性,研究表明活性肽具有抗氧化、抗菌、免疫调节、抗癌、降血糖、降压等生理功效。

随着大数据和生物信息学的发展,可以利用AI技术实现蛋白的虚拟水解和活性肽的虚拟筛选,筛选效率嘎嘎快。

虚拟水解 方式制备活性肽:首先需要获取蛋白的氨基酸序列(可以在NCBI数据库检索蛋白序列),在BIOPEP-UWM 数据库 或者PeptideCutter 网站https://web.expasy.org/peptide_cutter/)中导入蛋白序列后选择所需的蛋白酶(可以选择单一蛋白酶或者复合蛋白酶水解)进行虚拟水解。优势就是水解蛋白序列后直接获得肽段序列,免去了质谱鉴定的过程。

BIOPEP-UWM数据库(https://biochemia.uwm.edu.pl/biopep-uwm/)的使用:首页中选择Bioactive peptides--analysis--ENZYME(S) ACTION--FOR YOUR SEQUENCE--输入蛋白序列-选择合适的蛋白酶--view the report with the results。

对于虚拟水解后得到的肽段进行虚拟筛选 ,一般选择2-10个氨基酸的肽段 ,随后利用计算机算法来筛选活性肽。

使用PeptideRanker 工具http://distilldeep.ucd.ie/PeptideRanker/)对虚拟水解后获得的多肽序列进行潜在生物活性预测,输入多肽序列后给出评分,评分一般在0-1之间,活性肽一般选评分大于0.5以上的肽段。

使用ToxinPred 3.0工具(https://webs.iiitd.edu.in/raghava/toxinpred3/ prediction.php)在线评价多肽的潜在毒性,默认毒性阈值为0.38。

使用Peptide property calculatorhttp://www.innovagen.com/proteomics-tools/)在线预测多肽的水溶性。

使用AnOxPePredhttps://services.healthtech.dtu.dk/services/AnOxPePred-1.0/)在线预测多肽的抗氧化性。

使用StackDPPIV工具(https://pmlabstack.pythonanywhere.com/ StackDPPIV)在线预测多肽的降血糖活性。

活性肽筛选完成后,可以利用分子对接工具预测大分子和小分子的结合方式、作用方式、作用力大小。分子对接最常用的两个软件AutoDock(半柔性对接)和Discovery Studio(柔性对接)。