抗冻蛋白在冰晶表面吸附结合的分子动力学模拟

发布时间：2017-12-06 23:33

  本文关键词：抗冻蛋白在冰晶表面吸附结合的分子动力学模拟

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【摘要】：在低温环境中生活的生物体组织中存在一种特殊的蛋白,这种蛋白能够以非依数形式降低冰晶的生长点而几乎不影响其熔点来抑制冰晶的生长和重结晶。这种蛋白质影响冰晶生长的现象即为热滞现象,这种特殊的蛋白质被称之为抗冻蛋白(antifreeze protein,AFP),冰晶生长点与熔点温度之间的差异叫做热滞活性(TH)。实验研究发现抗冻蛋白可以稳定牢固地结合到冰晶的某些晶面上,从而抑制冰晶的生长。然而,通过现有的实验方法很难研究清楚抗冻蛋白在冰晶表面结合的细节,所以目前对抗冻蛋白在冰晶表面结合的动力学过程的认识并不是很清楚。本文通过基于随机模型的分子动力学模拟方法(MD)分别模拟了鱼类抗冻蛋白(wfAFP)和昆虫类抗冻蛋白(sfAFP)在低温水环境中与其周围水分子相互作用的动力学过程,以及云杉蚜虫抗冻蛋白(sbwAFP)与冰晶棱面结合过程中与结合面局部水分子相互作用的动力学过程。分析了抗冻蛋白在低温水环境中的构象变化以及云杉蚜虫抗冻蛋白与冰晶棱面结合抑制冰晶生长的过程。结果显示,wfAFP和sfAFP在冰点以下的水中均能与水发生相互作用,结合过程中均没有发生巨大的构象变化,并且在作用过程中sfAFP比wfAFP结构稳定。而云杉蚜虫抗冻蛋白可以与冰晶棱面稳定结合抑制冰晶的生长并且不涉及构象变化。通过这样的动力学模拟更有助于理解抗冻蛋白与真实的冰水体系的相互作用。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q61

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本文编号：1260383