基于聯(lián)合殘基模型的全α和β蛋白質折疊研究.pdf

1、蛋白質折疊問題一直以來都被視為生命科學領域一項懸而未決的重大問題。具體可以將研究方向細分為三類：1.蛋白質折疊的密碼；2.折疊過程和機制；3.三級結構預測。在各種研究手段和方法中，分子模擬的方法為該問題在從分子層次揭示微觀機制上取得了巨大成就，聯(lián)合殘基模型UNRES便是其中最具影響力一種?；赨NRES模型對蛋白質鏈的合理簡化和純物理力場的精確計算，在提升了運算速度同時也保持了所需的精度，這為我們進行大蛋白的模擬提供了有效的途徑。在本論

2、文中，我們主要基于聯(lián)合殘基模型UNRES的方法，針對蛋白質折疊問題的三個具體問題做了以下一些工作：
　　1）對145氨基酸的8螺旋蛋白1DVP進行了48軌道293ns，從直鏈開始的動力學模擬，觀察到主要折疊過程為多核折疊，即伴隨著疏水塌縮，有二級結構的形成，在鏈的兩頭和中間部分容易聚集成折疊核，隨后融合成三級結構并調整最終形成天然態(tài)結構；也觀察到有少量的單核折疊過程，折疊核形成和生長在序列C端。隨后我們將蛋白質序列依次劃分為三螺旋

3、片段，進行了48軌道293ns的正則動力學模擬和128軌道的多副本交換動力學模擬，發(fā)現(xiàn)每個片段均可以獨立折疊到天然結構，但在中間和兩端的成核部分結構會比較穩(wěn)定，可以理解折疊核容易在相應區(qū)域形成的原因。而比較中間和兩端處的成核偏向性發(fā)現(xiàn)，以C端最強，N端此次，中間最弱。這些結果都與相關的實驗結果一致。進一步的序列分析也發(fā)現(xiàn)各片段處序列都呈現(xiàn)較強的關聯(lián)性。這些結果都將有助于理解重復性大蛋白的折疊機制。
　　2）一典型的3β片，37氨基

4、酸FBPWWdomain蛋白和它的7個突變體折疊的熱力學和動力學機制的討論。在選擇了合適的模擬溫度的基礎上，進行了512軌道的Langevin控溫正則動力學模擬，基于化學反應動力學分析顯示，折疊過程存在兩個通路，有中間態(tài)的形成。蛋白質序列C端的剪切和位點突變會顯著影響折疊過程，但N端的改變對折疊反應過程的影響不大，支持了Nguyen等人的實驗結果。結構聚類的結果也顯示突變體會對自由能曲面造成影響，與Nguyen的能量曲面推測一致。有關折

5、疊過程的細節(jié)還將繼續(xù)進行討論。
　　3）針對具體的醫(yī)學問題，嘗試在蛋白質結構預測上做了一點工作。我們應用已有的基于知識的方法對大麻素2型受體（CB2）進行了結構建模，并與未知通路的Gs蛋白進行了對接模擬，結果顯示它們之間存在相互作用，比較同濟基礎醫(yī)學院李熳教授提供的免疫共沉淀法實驗結果，可以認為我們發(fā)現(xiàn)了一條新的信號傳導通路。但這項工作只是一個開端，其中還有很多未知問題，隨后將應用UNRES模型進一步對CB2的柔性結構細節(jié)，與Gs