生物大分子構象的研究一直是結構生物學乃至生物學上的一個非常重要的領域。隨著科技的發(fā)展和研究方法的不斷更新,現(xiàn)在已經(jīng)有非常豐富的研究工具可供選擇。這些研究工具主要可以分為兩類,一類是以X射線晶體衍射,核磁共振技術,冷凍電鏡技術等為代表的實驗手段。另一類是以分子動力學模擬為代表的計算機模擬方法。隨著算力的不斷提升和分子力場準確性的不斷進步,分子動力學（moleculardynamics,簡稱MD）模擬在研究生物大分子的結合和解離途徑方面顯露出巨大優(yōu)勢。然而,當所需要研究的體系較大時,模擬的時間和空間尺度仍然存在巨大的限制。本文開發(fā)了一種基于多組獨立分子動力學模擬（multiple independent MD,簡稱MIMD）的增強采樣方法用于研究配體的結合和解離過程。我們選擇腺苷酸激酶adenylatekinase（AdK）作為研究體系,原因有三:首先AdK作為一種大分子模擬中的模式系統(tǒng),有非常多的實驗數(shù)據(jù)可以獲取,方便模擬結果與實驗的比較。其次AdK體系的配體結合解離過程在過去的大量分子模擬中已經(jīng)獲得充分的數(shù)據(jù),通過與常規(guī)的分子模擬進行直接比較可以看出我們方法的效果。最后AdK體系的大小... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１距離公式的示意圖??圖注：（ａ）蛋白質(zhì)殘基和配體之間的質(zhì)心距離，藍色球和紅色球分別代表蛋白質(zhì)殘基和??配體

的細節(jié)。??３．６．２配體解離過程??ＡｄＫ與ＡＤＰ和ＡＤＰ＿Ｍｇ的閉合構象是初始結構（圖３．１ａ）。我們的目標??構象是ＡｄＫ的開放構象（圖３．Ｉｄ）。我們使用由殘基和配體之間的九種接觸構??建的判據(jù)（表１）來運行模擬。使用四個不同的判據(jù)進行了四次獨立的ＭＩＭＤ??模擬（圖２．１）。每個模擬有２００個周期。圖３．１ｂ和３．１ｃ分別使用ｄｉｓｔ和ｄｉｓｔ＋ｒｍｓｅ??判據(jù)顯示了最后一個循環(huán)中的構象。顯示了殘基與配體距離隨循環(huán)數(shù)演變的曲線。??（圖３．２和圖３＿３）??

?第３章基于多組獨立模擬加速腺苷酸激酶與配體結合解離過程???ａ?ｂ??Ｗ?ｗ?；??，Ｖ?ｕ??圖３．４結合過程中的構象??圖注：（ａ）初始構象（ｂ）在使用判據(jù)ｄｉｓｔ時在最終循環(huán)中的構象（ｃ）當使用判據(jù)ｄｉｓｔ??＋?ｒｍｓｅ時在最終循環(huán)中的構象（ｄ）目標構象。在每種結構中，ＡＭＰｂｄ結構域用紅色著色，??ＬＩＤ結構域用藍色著色，而ＣＯＲＥ結構域用灰色著色，ＡＴＰ＞Ｍｇ用紫色著色，ＡＭＰ用綠色??著色。??在每輪循環(huán)中，殘基和配體之間的距離由１２００個構象的平均值表示。對于??每個接觸，黑色虛線表示目標構象中殘基與配體之間的距離，紅色線和藍色線分??別表示使用ｄｉｓｔ和ｄｉｓｔ－ｒｍｓｅ的判據(jù)。在ｄｉｓｔ－ｒｍｓｅ模擬中，Ｌ１Ｄ結構域中的Ｒ１２３??與ＡＴＰ．Ｍｇ之間的距離從１１．８人減小到６．９人，比目標距離大０．４Ａ，ＬＩＤ結構域??中的１１１５６與八１＾之間的距離從１７．３人減小到比目標大０．８入的１０．６人，［１〇結??構域和ＡＭＰ中的Ｄ１５８之間的距離從１３．７Ａ減少到比目標大０．８Ａ的９．８Ａ。在??ｄｉｓｔ模擬中，ＲＩ２３－ＡＴＰ＿Ｍｇ的接觸距離達到７．７人，大于ｄｉｓｔ－ｒｍｓｅ模擬中的接觸??距離。但是，Ｒ１５６／Ｄ１５８－ＡＭＰ的接觸距離為８．９／６．９人，大大低于ｄｉｓｔ－ｍ＾ｓｅ模??擬中的接觸距離。在ｄｉｓｔ－ｒｍｓｅ模擬中ＡＭＰｂｄ結構域中的殘基Ｒ３６和ＡＭＰ之間??的距離從１２．０人減小到９．５人，比目標距離大１．４人，而１？７和八１＼＾之間的距離??從１７．１人減小到１０．６?Ａ，即１．０?Ａ。在ｄｉｓｔ模擬中，兩個接觸距離減小到８．８人和??１０．５Ａ。在ｄｉｓｔ－ｒｍ


本文編號：3519024