不同類型氨基酸網(wǎng)絡(luò)參量及其與蛋白質(zhì)折疊的關(guān)系研究.pdf

1、蛋白質(zhì)是生命系統(tǒng)中重要的生物大分子，它在生物體的繁衍、新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育等一切生命活動(dòng)中發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。自由能曲面理論為蛋白質(zhì)折疊機(jī)理的研究提供了很好的理論框架，被廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)折疊熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)機(jī)制的研究。然而，能量函數(shù)和能量曲面的構(gòu)建又存在一些困難。大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究表明，蛋白質(zhì)的折疊速率和機(jī)制在很大程度上是由天然態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所決定的，而不是完全取決于原子之間的精細(xì)的相互

2、作用。因而，探究蛋白質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和折疊機(jī)制之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)蛋白質(zhì)拓?fù)涮卣鞯姆治霁@取折疊動(dòng)力學(xué)信息，是一個(gè)很有意義的研究?jī)?nèi)容。
　　 在本論文中，基于殘基物理化學(xué)性質(zhì)的差異性，分別構(gòu)建了蛋白質(zhì)氨基酸網(wǎng)、疏水網(wǎng)、親水網(wǎng)、親水-疏水網(wǎng)，進(jìn)而計(jì)算了各網(wǎng)絡(luò)的匹配系數(shù)和聚集系數(shù)，計(jì)算表明除了親水-疏水網(wǎng)，其它類型的氨基酸網(wǎng)絡(luò)的匹配系數(shù)均為正值。通過(guò)考察這兩個(gè)參量與折疊速率之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)疏水網(wǎng)的匹配系數(shù)與折疊速率之間有著非常明顯的線性正相

3、關(guān)關(guān)系。這說(shuō)明了疏水殘基之間相互作用的協(xié)同性對(duì)于蛋白質(zhì)的快速折疊是有利的，可以促使蛋白質(zhì)在非常短的時(shí)間內(nèi)折疊成特定的三維空間結(jié)構(gòu)。同時(shí)，親水網(wǎng)的聚集系數(shù)與折疊速率有明顯的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明疏水殘基間三角結(jié)構(gòu)的形成不利于蛋白質(zhì)快速折疊。另外，我們還構(gòu)建了相應(yīng)的長(zhǎng)程網(wǎng)絡(luò)以觀察各網(wǎng)絡(luò)中長(zhǎng)程殘基間的相互作用對(duì)蛋白質(zhì)折疊過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)程網(wǎng)絡(luò)的平均聚集系數(shù)與折疊速率呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明序列上長(zhǎng)距離殘基之間接觸的形成不利于快速折疊。