基于分块量子力学方法的蛋白—蛋白结合自由能计算

发布时间：2021-08-07 02:13

　　静电嵌入的扩展化的分子碎片共轭帽（EE-GMFCC）方法已成功应用于高效线性伸缩量子力学（QM）的蛋白质能量计算。本文中,我们将EE-GMFCC方法应用于计算核酸内切酶与免疫蛋白复合物的结合自由能。用EE-GMFCC方法计算野生型复合物与变异复合物的结合自由能与实验值能很好的符合。基于分子力学泊松-玻尔兹曼表面积方法（MM/PBSA）所得的最靠近平均结合自由能的结构在B3LYP/6-31G*-D水平下的预测值与实验值之间的相关系数为0.906。其结果显示量子效应对于精确预测蛋白-蛋白结合自由能非常重要。此外,PB溶剂化自由能的自洽计算对于精确计算蛋白-蛋白结合自由能也发挥了重要作用。目前的研究表明EE-GMFCC计算方法能够为蛋白-蛋白复合体结合自由能的计算提供可信的预测。 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

人类肌肉乳酸脱氢酶-L两条M链结合的热点区域（PDBID：li10）两条链分别用黄色与蓝绿色表示，热点区域用红色的球棍模型表示图中展示了此同源二聚体相互作用面

人类生长激素蛋白（绿色）与其配体（蓝色）四个热点残基用球棍模型表示，两个色氨酸为粉色PDBID:1a22

在较大的蛋白体系中严格处理两体量子相互作用能是必须的 在 EE-GMFCC 方法中，一种广义的共轭帽用来描述空间中非邻近碎片残基（见图3.1b） 对于EE-GMFCC方法更为详尽的描述见文献[101] 基于此前的研究[101, 137], 两个非邻近残基，当他们之间的距离小于阙值 λ 时（本研究中 λ=4.0 ），就认为紧密接触，他们的相互作用能就会在量子水平计算 所有碎片的相关计算都基于点电荷的静电场，蛋白的其他部分当成背景电荷 体系的总能量可以通过下式得到（3-1）其中 包括每一块碎片自身的能量以及碎片与其背景电荷的相互作用能 i 与 j表示蛋白中第 i 与第 j 个残基碎片, C ¤ C ¤ 表示第 i 个残基碎片 ( )左端加上帽子 (C ¤ ) ，右端加上帽子 (C ¤


本文编号：3326887