蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)模擬和化學(xué)位移分析的新方法.pdf

1、分子動(dòng)力學(xué)模擬是一個(gè)重要的在原子水平上研究分子體系的理論工具。分子力場(chǎng),采樣方法以及計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展使得現(xiàn)在可以模擬更大的分子體系,獲得更精確結(jié)果。但是分子動(dòng)力學(xué)還存在著兩個(gè)有待解決的問題:采樣效率和分子力場(chǎng)的精度。 由于傳統(tǒng)分子動(dòng)力學(xué)模擬的采樣效率很低,發(fā)展了很多算法來增強(qiáng)分子動(dòng)力學(xué)模擬的采樣效率。對(duì)分子的構(gòu)像自由能的計(jì)算,也需要對(duì)構(gòu)像空間高效的采樣。但是使用以前的方法通常并不能得到收斂得很好的自由能曲面。
　　在第二章中,在自

2、適應(yīng)傘形采樣方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合多拷貝技術(shù)和一個(gè)對(duì)傘形勢(shì)的限制性更新的計(jì)劃,發(fā)展了一種新的增強(qiáng)采樣的方法。在丙氨酸十肽的體系上,使用這種方法得到了收斂很好的自由能曲面,并計(jì)算了α螺旋和β折疊兩種構(gòu)像的相對(duì)自由能。
　　第三章中,我們提出了一種新的哈密頓副本交換方法,根據(jù)丙氨酸二肽在特定力場(chǎng)下的主鏈二面角的自由能曲面構(gòu)建了一組傘形勢(shì)來補(bǔ)償主鏈二面角構(gòu)像轉(zhuǎn)變的能壘。我們還推導(dǎo)了廣義的加權(quán)直方圖分析方程用來以計(jì)算體系的自由能曲面。該方法能

3、夠得到精度很高的丙氨酸三肽和四肽的主鏈二面角的自由能曲面,對(duì)一個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)的17肽的采樣也獲得了比傳統(tǒng)分子動(dòng)力學(xué)好得多的構(gòu)象間的平衡。 對(duì)蛋白質(zhì)模擬而言,分子動(dòng)力學(xué)模擬的質(zhì)量極大的依賴于分子力場(chǎng)的精確性。由于目前常用的分子力場(chǎng)采用了一種過于簡(jiǎn)單的函數(shù)形式來描述蛋白質(zhì)的主鏈二面角,并且在參數(shù)化過程中不恰當(dāng)?shù)氖褂昧苏婵障碌牧炕?jì)算結(jié)果作為目標(biāo)數(shù)據(jù),導(dǎo)致力場(chǎng)對(duì)蛋白質(zhì)的主鏈二面角的描述有失準(zhǔn)確。
　　在第四章中,嘗試通過增加主鏈二面角的交叉