蛋白质的并行分子动力学模拟及全电子结构计算

摘要

利用并行分子动力学的计算机模拟和蛋白质分子全电子结构计算,来研究蛋白质分子的结构、动力学性质和生物活性.这里,主要包括了以下两个方面的工作:1.对肌红蛋白和铜锌超氧化歧化酶进行分子动力学模拟.通过对方均位移以及一系列自由能非线性指标的分析,验证了准弹性中子散射实验的结果:温度在约200 K以下时,两种蛋白质的行为都表现为类似于谐振固体的运动;当高于约200 K时,出现了明显的动力学相变,进入非谐振运动.并且发现水环境对此动力学相变起着重要作用,而这个相变温度很可能与酶的活性有很大关联.2.结合蛋白质全电子结构计算方法、并行计算分子动力学模拟和蛋白质表面的拓扑结构计算,研究了BamHI限制性内切酶的热敏感性突变体P173L的活性.证明了实验中确认的4个活性位点:77、94、111和114号氨基酸残基;并通过比较不同温度下这四个氨基酸残基所占有的前线轨道能级与最高占有轨道能级差的变化,找出活性随温度变化的规律.

目录

引言

第一章预备知识

1.1氨基酸和蛋白质

1.2并行计算分子动力学

1.3蛋白质全电子结构计算

第二章蛋白质的动力学相变研究

2.1背景和理论介绍

2.2动力学模拟过程

2.3计算结果和讨论

2.4双阱势的模拟

2.5结论

第三章酶的活性研究

3.1背景介绍

3.2分子动力学模拟和全电子结构计算

3.3计算结果和讨论

3.4结论

后记

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果

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