蛋白质-肽段全柔性对接的并行计算研究

摘要

本文对蛋白质-肽段全柔性对接的并行计算进行了研究。蛋白质-肽段复合物相关的结构信息对于新药的研制和设计有非常重要的作用。蛋白质和肽段的计算对接方法可以为用实验方法探究蛋白质-肽段交互作用做补充。现实世界中,蛋白质-肽段对接过程包含三个并行的过程:从头折叠肽段,肽段与受体的对接和靠近肽段的一些受体柔性区域的优化。一些现有的计算方法已经被用在这几个过程中自由度的采样,但这些方法通常都是以顺序的机制触发运行。蛋白质-肽段对接时受体的骨架柔性问题一直以来都是计算生物学中的一个挑战。目前,绝大多数的对接都是一种半柔性对接方法,然而真实的对接过程中受体也会产生构象变化,包括侧链运动、骨架运动或其它突变。本文先引入一种柔性对接方法,该方法显式地把受体界面处的柔性区域融入到蛋白质-肽段的对接过程中。随后,本文又提出了一种并行化的方法,这个方法将受体柔性区域的优化并行结合到蛋白质-肽段的对接过程中,并将主要的三个过程并行化。并行化的对接方式能够更好地模拟真实的蛋白质-肽段对接过程。文使用了多个Unbound蛋白质-肽段对接案例来评估本文提出的两种方法。结果的分析证明受体柔性区域的显著扰动可以提升复合物界面建模的精确性,同时结合并行中的相关采样有助于为结构预测构建能量漏斗。

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第一章 引言

1.1 课题背景

1.2 研究内容

1.3 研究意义

1.4 本文组织结构

第二章 蛋白质-肽段对接相关技术

2.1 蛋白质结构简介

2.2 蛋白质对接简介

2.3 蛋白质-肽段对接

2.4 柔性对接现状

2.5 Rosetta之相关方法

2.6 OpenMP简介

2.7 本章小结

第三章 蛋白质-肽段全柔性对接

3.1 问题描述

3.2 材料与方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 并行化蛋白质-肽段全柔性对接

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 研究展望

参考文献

发表文章目录及科研项目

致谢