细胞内Gag蛋白转运和三聚反应的数学模型研究

发布时间：2017-05-08 11:01

  本文关键词：细胞内Gag蛋白转运和三聚反应的数学模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：获得性免疫缺陷综合症简称艾滋病(Acquired Immune Deficiency Syn-drome,AIDS)是十大致命性疾病之一,它传播速度快,病死率极高,在全世界的广泛流行阻碍了经济发展,已成为十分紧迫的社会问题。艾滋病由感染人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus,HIV)引起,严重威胁着人类生命健康。群特异性抗原(Group Specific Antigen,Gag)蛋白是HIV的主要成分,对HIV粒子的生命活动具有非常重要的意义。HIV复制晚期主要包括装配、释放和成熟三个阶段,本文研究Gag蛋白参与装配前的两个准备阶段,分别是：细胞质中转运Gag蛋白、细胞膜区域发生Gag蛋白三聚反应。转运过程是病毒粒子感染成功的基本步骤,也是基因传递的第一步。三聚反应是病毒粒子装配前的关键,当一定数量的多聚产物聚集在细胞膜内壁时,将加速病毒粒子的装配。随后,一个新的未成熟病毒粒子将会形成并且从这个细胞中分离出去。研究这两个过程,可以进一步理解Gag在HIV生命周期中的作用,为控制HIV病毒的感染及缓解AIDS作参考。本文从数学角度研究上述两个过程,共分为四章。第一章为研究背景,首先介绍人体细胞的构成,HIV的生命周期,Gag蛋白对病毒粒子复制晚期的作用,Gag蛋白的研究现状。然后对本文所用到的一些基本的数学定义和方法做简要介绍,最后简述本文的主要工作和创新点。第二章,主要研究细胞内Gag蛋白的主动转运模型。首先我们使用扰动法求得模型的初级近似解析解；然后分析扰动解与数值解的差异,利用质量守恒定律对细胞膜附近的蛋白浓度进行估算,得到病毒粒子首次出现时间Tv的解析表达式；最后详细讨论了病毒粒子产生时间与细胞尺寸、Gag蛋白的主动运输速率s、生产速率91、扩散系数D等因素之间的联系。第三章,研究细胞膜内壁上Gag单体蛋白的三聚反应模型。首先我们使用奇异扰动理论求得模型一致有效的近似解析解；然后讨论Gag蛋白在平衡点浓度的稳定性,从轨线分布图确定了三聚体反应的两个阶段,估算出第一阶段反应持续时间的无量纲表达式,并分析得到第一阶段持续时间较短的结论；最后通过作图,对比了(ε=0.1,0.5,1)时,不同初始条件下三聚反应的数值解与外部扰动解随时间的变化趋势,对两者的差异,分析导致误差的两个主要原因。第四章是全文的总结,总述研究意义,指出了本文的不足之处和未来有待解决的一些问题。
【关键词】：Gag蛋白 转运 三聚 扰动 动力学
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R512.91
【目录】：

• 中文摘要6-8
• 英文摘要8-10
• 符号说明10-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 生物学背景11-15
• 1.2 数学预备知识15-20
• 1.3 本文的主要工作和创新点20-22
• 第二章 细胞质内Gag蛋白转运模型22-30
• 2.1 基本方程的建立22-23
• 2.2 模型求解23-27
• 2.3 结果讨论27-29
• 2.4 小结29-30
• 第三章 Gag三聚反应模型30-41
• 3.1 基本方程的建立30-31
• 3.2 模型求解31-35
• 3.3 结果讨论35-39
• 3.4 小结39-41
• 第四章 总结41-42
• 参考文献42-47
• 致谢47-48
• 学位论文评阅及答辩情况表48

【参考文献】

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1 张静;新型取代嘧啶酮类（S-DABOs）HIV-1 NNRTIs的设计、合成及活性研究[D];山东大学;2011年

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本文编号：350982