蛋白质结构和功能的计算机模拟

摘要

本文对蛋白质结构和功能的计算机模拟进行了研究。主要内容如下： 1．利用全原子分子动力学在显式水环境中模拟了不同温度下耐热性邻苯二酚双加氧酶分子及其突变体P228S的动力学过程。通过分析与结构熵相关的多弛豫指数从微观上揭示了两者热稳定性的差异。针对TC230表面富含带净电菏残基的特征，结合求解线性Poisson方程的方法得出蛋白整体静电势，在一定程度上阐释了TC230依靠表面静电势提高蛋白质热稳定性的机制。 2．通过弹性网络模型简单分析了霍乱毒素的柔性及预测了可能的低频运动模式。使用全原子分子动力学模拟了霍乱毒素B子单元的结合位点的柔性，并利用FEP的方法汁算了单配体与单个B子单元在水溶液中的结合自由能，在定量上较好的与实验结果相符。 3．利用分子动力学方法结合粗粒度的OPEP势场对β2微球蛋白83-89片断的聚集现象进行了1.6μs的模拟。对8聚体的模拟得出了明显的β结构聚集的倾向。利用主成分分析方法及与成核相关的理论对模拟中出现的构型进行了分析。

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引言

第一章蛋白质相关的生化知识及分子模拟知识概要

1.1蛋白质的构象

1.2蛋白质折叠的物理机制

1.3理论工具和基本原理

1.3.1分子动力学

1.3.2分子模拟力场

第二章耐热蛋白质TC23O热稳定机制的分子动力学模拟

2.1 TC23O的建模与模拟细节

2.2理论计算与结果的分析

结论

第三章霍乱毒素分子结构的动力学分析计算

3.1用弹性网络简正模分析方法分析分子的域运动

3.2分子动力学模拟对结合位点柔性的验证

3.3霍乱毒素分子与神经节苷脂分子结合的自由能计算

第四章人微球蛋白片断83-89的聚集动力学

4.1β2m的分子动力学模拟

4.2转变动力学过程的分析

结论

参考文献

致谢

附录