多肽及蛋白质关键氨基酸结构识别与改造的分子动力学模拟

发布时间：2021-08-24 04:01

　　如何确定生物大分子关键结构以及如何定向改造生物大分子是目前的研究难点。本文通过MD模拟研究了以下两个问题:1)铁调素的关键结构识别;2)氨基裂解酶的定向改造。具体工作如下:1)铁调素的关键结构识别。铁调素是脊椎动物体内调节铁离子平衡的主要调节剂,确定铁调素的结构至关重要。本文通过MD模拟,研究了不同二硫键连接方式对铁调素结构的影响。首先计算了 105种不同二硫键连接方式异构体的势能。通过PROCHECK检查能量最低的10种异构体的几何合理性,筛选出了三种最有可能的铁调素异构体。除了已知的铁调素二硫键连接模式（Cys1-Cys8,Cys3-Cys6,Cys2-Cys4 和 Cys5-Cys7,P95）外,还包括其它两种二硫键连接模式:cts1-Cys7,Cys2-Cys4,Cys3-Cys6,Cys5-Cys8（P80）和 Cys1-Cys6,Cys2-Cys5,Cys3-Cys4,Cys7-Cys8（P67）。这为了解蛋白质复合物相互作用的结构/活性关系提供了基础,对于铁调素及其同系物在医学诊断中的应用具有重要价值。2)氨基裂解酶的定向改造。在以赖氨酸-2-羟基己二酸为前体生成终产物己... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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图１－２研宄方法??

?北京化工大学硕士学位论文???与自然界相比的准确程度??电子模拟（从头算，ＤＦＴ）??分子模拟（分子动力学，蒙特卡洛）??ｈ??＿?Ｊｒ１５?１１０＇?ｉ〇￣６?１０－３?１?时间（秒）??＾＝＾ｇｒ??４度（米）??图１－３计算机模拟方法对比??Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｐｕｔｅｒ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ??１．２．２分子模拟方法??分子模拟方法主要包括以下四种：蒙地卡罗计算（ＭＣ）方法、分子力学（ＭＭ）??方法、布朗动力学（ＢＤ）模拟、分子动力学（ＭＤ）模拟。表１－２比较了?４种分子模??拟方法的优缺点。通过表１－２可以看到，针对研宄课题，ＭＤ模拟是最好的选择。??表１－２分子模拟方法比较??Ｔａｂｌｅ?１－２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ??蒙地卡罗方法?分子力学方法?布朗动力学?分子动力学???＾９?（ＭＭ）?（ＢＤ）?（ＭＤ）???将运动分为两部分：对一组起始坐标和速度??通过向随机选择将分子看作是一组??原?依力场作用与来自使用牛顿运动方程，在??的粒子的坐标施靠弹性力维系在一??理?溶剂分子的随机力相空间中生成轨迹??加一个随机扰动起的原子的集合??作用??，?计算庞大复杂系统；精??研宄比较复杂体??优手或者金属，??’、?ｍ杂的分子，且计算模拟；适用于计算生动态变化信息与热力学??点构及其相变化的??快速?化分子的水溶液?统计资料??性质??忽略了电子的运?它仅能研宄系统短时间??将溶剂分子视为布??缺缺乏时间维度和动，将系统的能量?

?第一章绪论???ＭＤ—般的模拟过程可以分成三个阶段，如图１－４所示：??①系统建立：将?ＰＤＢ?（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｃｓｂ．ｏｒｇ／ｐｄｂ／ｈｏｍｅ／ｈｏｍｅ．ｄｏ）结构信息转化为??模拟需要的参数文件。??②模拟过程：包括能量最小化（能量最小化的目的是为了消除在建立系统模型时??产生的不合理情况。通常采用最速下降法和共轭梯度法寻找势能极小值的构象）、升??温（只有模拟的温度与实际温度相符合，模拟结果才是可信的）、平衡（为消除不平??衡的相互作用需要将系统调整到恒温恒压状态下进行模拟）以及调控模拟（长时间的??ＭＤ模拟，使模拟体系达到平衡）。??③后处理过程：通过模拟，可以得到分子模拟体系的各种信息，通过对数据的分??析，就能得到所需要的信息。??系统建立??Ａ??能量最小化丨＼??＾?：?ｍ?＼??平衡模拟?ａ?妨仰技扣???＾?ｂ解释、预测、???＾Ｙ指导实验??调控模拟??结果分析）／??总结与完善??图１－４分子动力学模拟流程图??Ｆｉｇ．?１－４?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｄｙｎａｍｉｃｓ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??５??


本文编号：3359236