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目的：骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMPs)是目前唯一能诱导异位成骨的生长因子,对骨质疏松性骨折愈合和骨缺损修复具有重要作用,其中BMP-2诱导成骨的能力最强.本课题组前期通过对BMP2结构、受配体相互作用以及骨诱导相关信号机制的长期研究,设计了具有24个氨基酸残基的直链多肽药物P24,经细胞和动物实验证明有明确骨诱导活性,但其仍然存在活性不稳定等问题.由于人类基因组、蛋白质组等的确立,新药设计开始了"靶标确立一先导化合物寻找优化——工具药物开发"的从基因到药物的模式.通过X线衍射技术和多维磁共振技术,越来越多的蛋白质分子的晶体结构得到测定；包含目前已知的几乎所有小分子化合物的药物数据库已经建立,并在不断补充；商业化辅助药物设计软件的性能不断提高,新的算法不断涌现.先期利用虚拟技术进行药物设计,再通过细胞实验和动物实验进行验证的工作路线得到技术支持.本研究运用计算机辅助设计的最新方法,使用药物设计及筛选软件分析BMP2单体和BMP2的两个受体表面的活性区域,综合骨诱导活性的相关信号机制,明确BMP2分子表面参与受体激活、表达骨诱导活性的氨基酸分布区域,选择相关的连续序列,为进一步的药物设计提供先导多肽化合物.方法：基于药物设计软件Discovery studio 2.1,以BLAST Search(DS Server)流程,搜索NCBI数据库中BMP2的同源蛋白,分析其保守区域；以Align Structures流程叠合同源蛋白,初步判断生物效应交叉的结构基础；以Build Homology Models流程进行同源蛋白建模,分析有效活性的氨基酸分布,并将序列与保守区域对比,分析结构保守的活性区域；以binding site工具分析BMP2的受体RⅠ、RⅡ表面参与受配体结合的区域,获得参与受体和信号通路激活的氨基酸分布情况；结合文献,进一步分析得到参与BMP2受体激活,并位于有效氨基酸区域的氨基酸分布,尽量剔除参与非骨诱导活性的结构保守的活性氨基酸.结果：搜索数据库得到BMP2的7个同源蛋白,有4段保守序列,3段有效活性序列,序列有重叠.结合文献资料,根据选择原则,得到5条序列作为先导化合物.结论：基于BMP2的结构和BMP2受体RⅠ、RⅡ的结合区域的分析,可以获得BMP2分子中参与骨诱导活性的氨基酸分布情况,选择包含活性氨基酸的连续序列,作为进一步活性多肽药物研究的先导化合物.