结合能预测分析

MicroRNA（miRNA）长度约为22核苷酸，对基因表达的调控至关重要。在mRNA的3'UTR中，miRNA诱导沉默复合体（RISC）结合，导致靶标mRNA的翻译发生抑制或降解。这种调节方式的优点在于使用miRNA来调控大型复杂的蛋白质行为，同时miRNA的模拟物或抑制剂（Agomir / Antagomir）可以在体外容易合成并快速进化。然而，miRNA与靶标mRNA之间的互补程度并不完全，通常，miRNA 5'侧仅有6-8个碱基的短“种子”区域与mRNA完全配对，简单的序列互补性可能产生许多假阳性结果。这对miRNA靶标预测的计算方法有很高的要求，而miRNA与mRNA结合过程中的自由能变化可以准确地预测miRNA识别其靶标的机制。

miRNA与靶标之间的结合能ΔΔG，包括两个方面：首先，miRNA及其靶标位点之间形成双链体的自由能ΔGduplex；其次，打开mRNA上靶位点结构所消耗的能量ΔGopen。为了结合miRNA，mRNA上的靶位点不得参与任何分子内碱基配对，也需要剔除任何现有的二级结构，这一步产生的自由能损失可以通过RNA结构预测程序（如mFold）计算出。因此，结合过程的总自由能变化ΔΔG，可以由打开目标位点结构所消耗的能量ΔGopen与形成双链体所获得的能量ΔGduplex之差确定。

 图1. microRNA与信使RNA结合过程中自由能的变化。

复杂的mRNA二级结构可能会阻止miRNA / mRNA相互作用。研究表明，大多数经过验证的靶标的共同特征是miRNA优先靶向3'-UTR位点，这些位点不具有复杂的二级结构，属于mRNA的可及区域，该区域能够迅速达到热力学平衡。ΔGopen与目标区域在热力学平衡中不配对的概率直接相关，也与实验测得的mRNA抑制程度密切相关，表明miRNA识别靶标的主要机制实际上是简单的平衡热力学，并且ΔΔG决定了结合反应的平衡常数。因此，当Agomir / Antagomir与mRNA之间的结合能达到较为适宜时，相应设计出的miRNA  Agomir / Antagomir就能达到一个较为理想的治疗效果。

安必奇生物能提供多种计算方法用于分析miRNA与mRNA结合过程中的自由能变化，助力您准确地研究miRNA识别靶标的机制，提高Agomir / Antagomir的治疗效果。如果您想了解更多相关的服务信息，请通过热线电话或是E-mail ()与我们联系，我们的技术人员将在24小时内回复您的所有问题及要求。

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