α螺旋肽鏈在石墨層表面的吸附、構(gòu)象變化以及二聚化的全原子分子動力學(xué)模擬.pdf

1、復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄摘要...............................................................................................................................……1ABSTRACT，..…，.，，....……，..…，.，二，，…，.，.…‘.....................................

2、....................................……3第一章緒論...................................................................................................................……5圣1.1引言....................................................

3、............................................................……5如.1.1研究背景及意義...................................................................................……5如.1.2研究現(xiàn)狀..................................................

4、.............................................……6薈1.2蛋白質(zhì)的相關(guān)知識.......................................................................................……，二7芬1.2.1氨基酸的性質(zhì)........................................................

5、...............................……7勢1.2.2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次...............................................................................……9如.2.3影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力.........................................................……10第二章計算模擬方法..

6、.................................................................................................……131分子動力學(xué)原理............................................................……，.........................……132分子動力學(xué)積分算法.........

7、............................……，...................................……，.，，.1422八入﹀U八入萬芍2.3藕合方法.……、................................................................................................……巧雖2.3.1溫度藕合.....……，.......

8、..........................................................................……巧芬2.3.2壓強(qiáng)藕合.............................................................................................……16薈2.4經(jīng)驗力場介紹..........................

9、..................……，............................................……17第三章a螺旋膚鏈在石墨層表面吸附、構(gòu)象變化及二聚化的研究........................……19夸3.1模擬細(xì)節(jié)....................................................……，................................

10、.............……19芍3.2結(jié)果和討論................................................……，.............................................……21芍3.2.1兩條肚鏈在水溶液中形成a螺旋二聚體..........……，.......................……21芬3.2.2月太鏈一石墨層作用誘導(dǎo)a螺旋的解折疊.......

11、.................................……24怪3.2.3月太鏈在石墨層上的吸附始于C端并表現(xiàn)出階梯性........................……26夸3.2.4膚鏈在石墨層表面的解折疊程度對應(yīng)于膚鏈一石墨層作用強(qiáng)度.……28如.2.5a螺旋到p折疊的構(gòu)象轉(zhuǎn)變是一個緩慢的動力學(xué)過程...............……31復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要蛋白質(zhì)與表面之間的相互作用是自然界一個普遍而又復(fù)雜的現(xiàn)象，理

12、解其作用機(jī)制在探索蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化機(jī)制以及生物材料的設(shè)計等方面具有重要的意義。表面能夠引起蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化。一些淀粉樣纖維癥如阿茲海默癥(Alzheimer，5disease)、阮毒病(priondisease)、11型糖尿病(type11diabetes)與蛋白質(zhì)從a螺旋向p折疊的構(gòu)象轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系。因此，研究表面誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)構(gòu)象變化機(jī)制能夠為相關(guān)疾病的病理認(rèn)識以及分子藥物的設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。最近人們通過圓二色譜和掃描隧道顯微鏡實驗觀

13、察到，在向人造a螺旋膚鏈(氨基酸序列:DELERRIRELEARIK)的溶液中加入石墨顆粒之后，膚鏈將會轉(zhuǎn)變?yōu)閜折疊和無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，并且會在石墨顆粒表面聚集形成有序的p折疊聚集結(jié)構(gòu)。但是，目前還缺乏該膚鏈在水和石墨交界面處的構(gòu)象變化過程的動力學(xué)信息，膚鏈構(gòu)象變化的驅(qū)動力也有待詳細(xì)研究。本文采用顯含水模型，通過全原子分子動力學(xué)模擬方法，根據(jù)水溶液里是否存在石墨層，分情況研究該a螺旋多膚的兩條鏈的構(gòu)象變化動力學(xué)過程。我們的模擬結(jié)果表明，兩條

14、膚鏈在沒有石墨層存在的情況下，會保持原有的a螺旋結(jié)構(gòu)形成二聚體，而在石墨層表面會解折疊，形成無定形的二聚體。這與相關(guān)實驗的測量結(jié)果保持一致。在模擬時間范圍(15一ZOOns)內(nèi)，我們沒有觀察到p折疊結(jié)構(gòu)。該多膚在石墨層上從a螺旋向p折疊的構(gòu)象變化過程可能與實驗觀察到的球狀蛋白質(zhì)從a螺旋向p折疊的構(gòu)象變化過程類似，是一個緩慢的動力學(xué)過程，難以在現(xiàn)在的模擬時間尺度上觀察到。通過分析所有模擬中體系的運動軌跡，我們發(fā)現(xiàn):(l)該多膚的兩條鏈在水

15、溶液中形成穩(wěn)定的a螺旋二聚體主要是由于膚鏈之間的疏水相互作用(2)由于C端氨基酸殘基Arg13、Ile14、切515與石墨層之間強(qiáng)烈的相互作用，膚鏈在石墨層表面的吸附和a螺旋的解折疊始于C端(3)a螺旋鏈解折疊的程度與膚鏈與石墨層相互作用的強(qiáng)度具有對應(yīng)關(guān)系(4)該多膚在石墨層上的形成無定形的二聚體是膚鏈一石墨層作用與膚鏈一膚鏈作用相互競爭的結(jié)果。我們的研究工作能夠幫助人們詳細(xì)地了解石墨層所誘導(dǎo)的膚鏈構(gòu)象變化機(jī)制，以及膚鏈在石墨層表面形成