《Journal of Molecular Graphics and Modelling》：Uniqueness of CETP in transferring neutral lipids: A comparative study on lipid-carrying/binding proteins
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CETP通过独特的疏水隧道结构实现双向中性脂质转运，其分子机制与PLTP等脂蛋白存在本质差异，研究结合分子对接、动态模拟和结构分析揭示了CETP的专业化功能特征。
普拉萨纳·D·雷瓦纳西达帕（Prasanna D. Revanasiddappa）|桑吉布·塞纳帕蒂（Sanjib Senapati）|巴拉蒂·曼朱纳特（Bharathi Manjunath）
印度卡纳塔克邦图马库鲁（Tumakuru）西达甘加理工学院（Siddaganga Institute of Technology）生物技术系，邮编572103
摘要
胆固醇酯转移蛋白（CETP）在血浆脂质转运中起着核心作用，促进了中性脂质（如胆固醇酯和甘油三酯）在脂蛋白之间的交换。尽管该家族中存在多种脂质转运/结合蛋白，例如脂多糖结合蛋白（LBP）、细菌通透性增强蛋白（BPI）和磷脂转移蛋白（PLTP），但CETP在中性脂质转运方面的结构和机制独特性仍需进一步研究。此外，PLTP在中性脂质转运中的作用仍存在争议，不同研究提出了相互矛盾的机制。因此，本研究探讨了CETP与其他脂质结合蛋白相比在中性脂质转运中的独特结构能力。研究还强调，基于模板的简单蛋白质建模除非通过模拟验证，否则无法保证结构完整性。为实现研究目标，我们采用了分子对接、比较分子动力学模拟、结构分析以及与代表性中性脂质的脂质-蛋白质相互作用分析。此外，还研究了蛋白质-脂质的亲和力、隧道结构及构象灵活性，以表征CETP的独特特征并评估PLTP模型的质量。结果表明，CETP中类似隧道的疏水通道促进了双向中性脂质转运，而其他蛋白质则具有分隔式的结合口袋。此外，在PLTP中中性脂质的不利构象未受到影响，而在CETP中这种不利构象被转变为有利构象，这使得CETP成为唯一能够转运中性脂质的蛋白质。总之，我们的发现表明CETP是一种具有独特结构机制的特殊中性脂质转运蛋白，这种机制不同于典型的脂质结合蛋白。这种比较性见解有助于更好地理解各种脂质转运蛋白的结构可塑性以及模型结构的可靠性。
部分内容摘录
引言
Pfam（蛋白质家族）是一个大型蛋白质数据库，根据多重序列比对（MSA）、隐马尔可夫模型和功能域对蛋白质进行分类[1]。LBP/BPI/CETP是Pfam数据库中的脂质结合糖蛋白家族，包括脂多糖结合蛋白（LBP）、细菌通透性增强蛋白（BPI）、胆固醇酯转移蛋白（CETP）和磷脂转移蛋白（PLTP）[1]。这些蛋白质
分子对接和分子动力学模拟
使用AutoDock Vina进行了分子对接，以预测胆固醇酯（CEs）与CETP和PLTP的结合模式和亲和力。蛋白质结构通过去除晶体水分子并添加极性氢原子来制备。定义了一个包含疏水隧道区域的网格框，以便进行灵活的配体采样，并使用默认的Vina参数进行对接，生成按结合亲和力排序的多个结合构象。基于已发表的研究结果
CAVER
CAVER是一种计算工具，用于检测、分析、表征和可视化静态和动态生物分子系统中的疏水隧道和通道[30]。该方法将蛋白质隧道近似为具有可变横截面的管道。算法首先通过将输入结构表示为一组具有均匀半径的球体来生成Voronoi图。隧道路径计算的起点定义在
自由能计算
使用分子力学泊松-玻尔兹曼表面积（MM-PBSA）方法估算了胆固醇酯（CEs）与CETP和PLTP的结合自由能（ΔGbinding）。为确保充分采样，将分子动力学轨迹的平衡部分划分为10纳秒的间隔，并计算每个间隔的结合自由能。最终结合自由能是通过50纳秒模拟时间的平均值获得的。结果与讨论
脂质转运蛋白家族的成员，即CETP、BPI、LBP和PLTP，已经进化出多种功能。然而，这些成员通常作为运输载体，将疏水性脂质输送到血液中。最近的CETP（2OBD）、LBP（4M4D）和BPI（1BP1）的晶体结构研究表明，尽管它们的序列同源性较低，但这些蛋白质的三维（3D）结构非常相似[31]。尽管结构相似，但CETP是唯一
总结与结论
本研究采用无约束的全原子分子动力学模拟，阐明了CETP与PLTP在中性脂质转运方面的结构和动态特性。分析显示，CETP具有较高的分子内氢键程度，这赋予了其结构稳定性，同时通过多种二级结构元素保持了显著的构象可塑性。这种平衡使得CETP能够形成并维持连续的脂质转运过程
CRediT作者贡献声明
普拉萨纳·D·雷瓦纳西达帕（Prasanna D. Revanasiddappa）：验证、资源获取、实验设计、数据分析、概念构建。巴拉蒂·曼朱纳特（Bharathi Manjunath）：数据分析、撰写-审稿与编辑、验证、方法学研究、资金申请、数据管理桑吉布·塞纳帕蒂（Sanjib Senapati）：撰写-审稿与编辑、验证、监督、方法学研究、资金申请、数据管理
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。致谢
我们感谢生物技术系、布帕特和乔蒂·梅塔（Bhupat and Jyoti Mehta）生物科学学院、印度理工学院马德拉斯分校（IIT Madras, Chennai, Tamil Nadu）提供的支持和计算设施。同时，我们也感谢卡纳塔克邦图马库鲁西达甘加理工学院生物技术系的研究中心。
