模体

蛋白质的二级结构

模体，也叫模序，表示蛋白质中具有特定空间构象和特定功能的结构成分。蛋白质中的模体也可仅由几个氨基酸残基组成，例如纤连蛋白中能与其受体结合的肽段，只是RGD三肽。

简介

模体(motif)表示具有特定功能的或作为一个独立结构域一部分的相邻的二级结构的聚合体，它一般被称为功能模体（functional motif）或结构模体（structural motif），相当于超二级结构（super-secondary structure）。模体和结构域一起组成了蛋白质的三级结构。结构模体作为结构域的组分，介于蛋白质二级结构和三级结构之间，由相邻的二级结构单元彼此相互作用，组合在一起，排列成规则的，在空间结构能够辨认的二级结构组合体，并充当三级结构的构件，其基本形式有αα、βαβ和βββ等。多数情况下，只有非极性残基侧链参与这些相互作用，而亲水侧链多在分子的外表面。

常见模体：

（1）左手超螺旋——3根右手α-螺旋拧到一起形成一个左手超螺旋；

（2）右手超螺旋——3根左手螺旋拧到一起形成一个右手超螺旋，如胶原蛋白；

（3）卷曲螺旋——相邻的2根右手α-螺旋拧到一起形成一个左手超螺旋；

（4）螺旋束——多个α-螺旋的聚合体；

（5）β-折叠-α-螺旋β-折叠，即βαβ；

（6）β-发夹环——两个反平行β-股由一个环相连；

（7）α-螺旋-β-转角-α-螺旋，即αβα；

（8）α-螺旋-环-α-螺旋（EF手相）；

（9）Rossmann卷曲——也称Rossmann折叠，它由两个βαβ连在一起，形成βαβαβ结构，通常能结合辅酶I；

（10）希腊钥匙模体——是一种全β折叠聚合体，存在于许多不同类型的蛋白质中，因在拓扑学上像古代花瓶上的希腊钥匙而得名，清蛋白原就含有这种模体。

模体是刻画蛋白质家族组成结构和执行功能的重要部分，但是对于通过各种生物信息学方法识别出的模体，暂时没有很好的办法辨别真假和优劣。提出一种新的模体评价策略，从分类器的观点出发，对不同方法在同一个蛋白质家族上建立的不同模体进行比较，从而推断出最具有生物意义的模体。在PROSITE数据库中选取7个细胞因子家族，采用MEME和HMMER两种模体识别方法分别识别每个家族的模体，将每个模体看作一个分类器，通过计算同一家族的每个模体的敏感性和特异性并比较它们对应的接收机操作特性曲线，进而比较不同模体，确定真的模体和排除假的模体，从而获得每个蛋白质家族的最佳模体的模型。这种策略可以应用于对任意蛋白质家族模体识别结果的评价。此外，还可以利用最佳模体搜索数据库的结果预测每个家族的新成员。

放射治疗剂量验证模体的设计及应用

手术、化疗、放射治疗是治疗恶性肿瘤的三大手段。50%～70%的患者在肿瘤治疗过程中需要进行放射治疗。放射治疗(以下简称放疗)的质量控制(QC)是正确实施放疗的前提，而放疗前的剂量验证是QC工作中重要的一部分。

放疗的剂量验证主要包括点剂量和面剂量验证。对于面剂量验证，均用二维矩阵剂量验证系统;而针对点剂量，主要有固体水和仿人体结构剂量验证模体，其中，前者由于未考虑人体组织物理密度的不均匀性和人体生理曲度的存在，因此此类模体在做点剂量验证时不能反应治疗计划系统(TPS)对不均匀组织及人体生理曲度校正的准确性，而后者价格过于昂贵(10万元以上)且笨重，不易操作，基层医疗机构放疗科基本不会配备此仿真模体。基于此，我院设计一款材料易寻、等效于人体多种组织密度、操作方便的放疗剂量验证模体，具体报告如下。

设计制作

材料

以石蜡、猪、骨骼、带电离室适配孔的固体水、硬塑料泡沫、木板为主体材料。

制作

固体水上放置等大的方形木板，木板上放置硬塑料泡沫，上用不干胶粘贴一排经福尔马林处理过的猪肋骨。将以上结构放置于一个合适的箱子中。固体蜡经熔蜡炉熔化后倒入箱子中(蜡要高于猪肋骨3cm)。命名为蜡模块，20min蜡完全凝固，使之成为一个整体，然后用热丝切割机将四周多余的蜡切掉，将蜡模部分切成不规则形状。放射治疗剂量验证模体即制作完成，简称验证模体。具体如图3～图5所示。

应用

点剂量验证

(1) 电离室连接剂量仪后，插入带电离室适配器固体水。

①30×30×1cm3固体水；

3带电离室适配器固体水(图4)；

③30×30×1cm3木板；

3硬塑料泡沫(图:5)；

⑤经热丝切割机处理过后不规则形状的蜡模块

(2)将验证模体置于CT下扫描，获取一组断层图像，将此图像通过网络传至TPS。

(3)勾画出电离室，命名为PTV，针对PTV，设计一个5野均分，处方剂量为2Gy的调强放疗计划。计划完成后，5野角度置0°，再重新进行计算。

(4)记下电离室有效测量点的剂量，此为计划剂量。

(5)将验证模体置于加速器下，按放疗计划对模体进行照射，读出电离室剂量仪上的数，此为实测剂量。

(6)计划剂量与实测剂量做比，误差应在±3%。

面剂量验证

(1)将验证模体放在二维矩阵剂量仪上，此为面剂量验证模体，置于CT下扫描，获取一组断层图像，命名为CT－Mattixx并传输至TPS。

(2)调用2.1中(2)调强放疗计划，导入CT－Mat-tixx图像中再行计算。

(3)将面剂量验证模体置加速器下进行照射。

(4)用二维矩阵剂量软件分析实测的CT－Mattixx值，和2.2中(2)进行比对，按美国医学物理学家协会(AAPM)53号报告评价γ值，要求：3%(3mm DTA)。

讨论

放疗前的剂量验证是不可或缺的一个步骤。正如前所述，剂量验证用的模体要么是无法模拟人体的组织密度及曲度，要么价格昂贵，对于前者，无法验证TPS对不均匀组织及人体生理曲度校正的准确性。

使用市场上易购得的材料，根据组织等效的放射治疗物理学原理，制作成模拟人体不同器官物理密度及曲度剂量验证模体，以验证TPS算法准确度。经CT测量，硬塑料泡沫、木板、固体水、猪肋条骨的CT值(单位HU)分别是－1000～－850、－920～－172、0、280～1000，等效于人体气腔、肺脏、软组织、骨组织等。此模体更符合人体的组织物理密度特征，能较好的给个体化的放疗计划提供准确的剂量验证。

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