氨基酸與肽不僅是構(gòu)成蛋白質(zhì)的片段,同時也在生物體體內(nèi)具有獨立功能,是重要的小生物分子。對氨基酸與肽的理論研究具有非常重要的理論和實踐意義,從而引起了當(dāng)代人們廣泛的興趣。本論文利用基于分子力場和密度泛函理論的量子化學(xué)計算方法,針對當(dāng)前有關(guān)氨基酸和肽相關(guān)體系研究的多個代表性方向與重要問題,分別作了詳細(xì)的理論計算研究。第一章中我們簡要介紹和回顧了用于分子體系計算研究的主要理論與方法,包括多種從頭計算方法,分子力場方法和分子動力學(xué)模擬方法等,對基本的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)及其分類做了簡要介紹。第二章,本章主要介紹目前對非折疊態(tài)多肽及蛋白質(zhì)的理論,為本論文的研究工作提供背景意義和方向指導(dǎo)。第三章,本文主要考察分子力場對氣相氨基酸的表現(xiàn)。選擇了 Amber99SB、CHARMM27、ENCADS、GROMOS53A6 和 OPLSAA/L 五種力場來進(jìn)行比較,選擇BHandHLYP/6-311 + + G(d,p)優(yōu)化后的氣象氨基酸構(gòu)型與能量作為研究對象。研究了普通態(tài)、質(zhì)子化、去質(zhì)子化和帶帽氨基酸在不同力場下的表現(xiàn)。分別比較了能量與構(gòu)型。研究結(jié)果表明,AMBER99SB、CHARMM27和OPLSAA/L...

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 計算化學(xué)計算理論與方法
    1.1 引言
    1.2 勢能面與勢能
        1.2.1 絕熱近似
        1.2.2 分子能量最小化
    1.3 力場
        1.3.1 AMBER力場
        1.3.2 CHARMM力場
        1.3.3 OPLSAA力場
        1.3.4 GROMOS力場
        1.3.5 各個力場參數(shù)比較
    1.4 分子力學(xué)的應(yīng)用
        1.4.1 分子力學(xué)計算的熱力學(xué)性質(zhì):
    1.5 分子動力學(xué)模擬
        1.5.1 Verlet算法
        1.5.2 Velocity-Verlet算法
        1.5.3 Leap-frog算法
        1.5.4 分子動力學(xué)的分析
        1.5.5 蒙特卡洛方法
        1.5.6 模擬退火方法簡介
    1.6 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)
        1.6.1 拉式圖
        1.6.2 螺旋結(jié)構(gòu)
        1.6.3 α-螺旋(α-helix)
        1.6.4 β-折疊(β-sheet)
        1.6.5 β-轉(zhuǎn)角(β-turn)
        1.6.6 γ-轉(zhuǎn)角
        1.6.7 β-發(fā)夾(Ω環(huán)和β-凸起)
        1.6.8 Polyproline-Ⅱ構(gòu)型
    1.7 不同motifs介紹
        1.7.1 緊轉(zhuǎn)角
        1.7.2 n-π^*相互作用
第二章 蛋白質(zhì)非折疊態(tài)研究
    2.1 蛋白質(zhì)非折疊態(tài)與無規(guī)卷曲(random coil)
    2.2 Statistic coil模型
        2.2.1 Statistic coil簡介
        2.2.2 Statistic coil模型方法及RDC(非折疊態(tài)系綜)
    2.3 Coil library
    2.4 構(gòu)建蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的“積木”
    2.5 蛋白質(zhì)折疊中主鏈氫鍵的重要作用
    2.6 蛋白質(zhì)由有限部分組成的理論解釋
        2.6.1 結(jié)構(gòu)歸類促進(jìn)了structure-based的方法
        2.6.2 非折疊蛋白質(zhì)和random-coil模型
        2.6.3 氫鍵假設(shè)
        2.6.4 polyproline Ⅱ螺旋
        2.6.5 自組裝部分
第三章 力場對氣相下不同末端氨基酸的表現(xiàn)
    3.1 引言
    3.2 方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 相對構(gòu)型能量
        3.3.2 BHLYP優(yōu)化后的最低能量構(gòu)型與不同分子力場優(yōu)化后構(gòu)型的RMSD分析
        3.3.3 主鏈和側(cè)鏈二面角分析
        3.3.4 自然態(tài)氨基酸的全局優(yōu)化
        3.3.5 順式反式Cis Versus Trans
    3.4 結(jié)論
π*相互作用的表現(xiàn)">第四章 分子力場對于n->π^*相互作用的表現(xiàn)
    4.1 前言
    4.2 數(shù)據(jù)選擇與模型
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 具有n-π^*相互作用的統(tǒng)計結(jié)果
        4.3.2 不同motifs下討論
        4.3.3 Pyramidalization效應(yīng)
    4.4 結(jié)論
第五章 寡肽與水分子之間的氫鍵作用對構(gòu)型的影響
    5.1 前言
    5.2 計算及分析討論
        5.2.1 無分子內(nèi)氫鍵作用
        5.2.2 分子內(nèi)氫鍵大于等于2時
        5.2.3 分子內(nèi)氫鍵等于1時
    5.3 總結(jié)
第六章 隨機森林與“divide and conquer”方法結(jié)合搜索構(gòu)型空間
    6.1 引言
    6.2 計算方法
        6.2.1 計算數(shù)據(jù)以及Φ-φ組合
        6.2.2 用來描述不同Φ-φ units分布相似性的方法
        6.2.3 構(gòu)造試探構(gòu)型
        6.2.4 訓(xùn)練Random Forest Model來減少最初試探構(gòu)型
        6.2.5 優(yōu)化與驗證
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 不同Φ-φ units分布相似性結(jié)果
        6.3.2 檢驗結(jié)果
        6.3.3 討論
    6.4 結(jié)論與展望
第七章 論文總結(jié)
    7.1 論文研究的目的和所開展的工作
    7.2 論文主要結(jié)果
    7.3 論文成果的意義
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況
致謝



本文編號：3776778