用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究蛋白質(zhì)折疊.pdf

1、本文主要針對應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論并結(jié)合分子動力學(xué)模擬識別蛋白質(zhì)折疊中的關(guān)鍵殘基，以及網(wǎng)絡(luò)拓撲性質(zhì)對蛋白質(zhì)折疊動力學(xué)的影響等方面進行了討論。 第一章是序言部分。主要講述了蛋白質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)折疊問題的由來、折疊路徑問題、折疊中的動力學(xué)假說、熱力學(xué)假說以及折疊過程情況；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在蛋白質(zhì)折疊中的應(yīng)用進展情況。 第二章介紹了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)。首先介紹了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的幾個重要的靜態(tài)幾何量，其中包括度及其分布、最短路徑、集聚系數(shù)

2、等等；其次分析了幾個重要的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，主要包括規(guī)則網(wǎng)絡(luò)、隨機網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)、無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。 第三章應(yīng)用小世界網(wǎng)絡(luò)方法并結(jié)合分子動力學(xué)模擬識別了小蛋白的疏水核殘基和折疊核殘基。首先，從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中選取91個涵蓋四種不同結(jié)構(gòu)類型的蛋白質(zhì)并將其模擬為氨基酸殘基網(wǎng)絡(luò)，通過計算網(wǎng)絡(luò)特征量證實其均具有顯著的小世界特性。然后以GB1，LB1，SH3小蛋白為研究對象，由其天然態(tài)的氨基酸殘基網(wǎng)絡(luò)的介數(shù)分布識別其疏水核殘基；其次，通過對GB

3、1和C2小蛋白分別執(zhí)行高溫去折疊的分子動力學(xué)模擬并將氨基酸殘基分為疏水和親水兩類，分析了GB1和CI2兩小蛋白在去折疊路徑中三個不同時態(tài)疏水殘基和親水殘基之間的連接變化；最后，通過構(gòu)象成簇分析確定了折疊過渡態(tài)，并通過分析介數(shù)分布從而識別了GB1和CI2兩小蛋白的折疊核殘基。 第四章通過網(wǎng)絡(luò)方法研究了長程和短程相互作用對二態(tài)和三態(tài)蛋白質(zhì)的拓撲特征和折疊動力學(xué)的影響。首先構(gòu)造了三種不同尺度的網(wǎng)絡(luò)：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(PSN)，長程相互作