生物大分子構(gòu)象的研究一直是結(jié)構(gòu)生物學(xué)乃至生物學(xué)上的一個(gè)非常重要的領(lǐng)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(shù),冷凍電鏡技術(shù)等為代表的實(shí)驗(yàn)手段。另一類是以分子動(dòng)力學(xué)模擬為代表的計(jì)算機(jī)模擬方法。隨著算力的不斷提升和分子力場準(zhǔn)確性的不斷進(jìn)步,分子動(dòng)力學(xué)（moleculardynamics,簡稱MD）模擬在研究生物大分子的結(jié)合和解離途徑方面顯露出巨大優(yōu)勢。然而,當(dāng)所需要研究的體系較大時(shí),模擬的時(shí)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(dú)立分子動(dòng)力學(xué)模擬（multiple independent MD,簡稱MIMD）的增強(qiáng)采樣方法用于研究配體的結(jié)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以獲取,方便模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的比較。其次AdK體系的配體結(jié)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(jìn)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(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)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(lán)色球和紅色球分別代表蛋白質(zhì)殘基和??配體

的細(xì)節(jié)。??３．６．２配體解離過程??ＡｄＫ與ＡＤＰ和ＡＤＰ＿Ｍｇ的閉合構(gòu)象是初始結(jié)構(gòu)（圖３．１ａ）。我們的目標(biāo)??構(gòu)象是ＡｄＫ的開放構(gòu)象（圖３．Ｉｄ）。我們使用由殘基和配體之間的九種接觸構(gòu)??建的判據(jù)（表１）來運(yùn)行模擬。使用四個(gè)不同的判據(jù)進(jìn)行了四次獨(dú)立的ＭＩＭＤ??模擬（圖２．１）。每個(gè)模擬有２００個(gè)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(gè)循環(huán)中的構(gòu)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(dú)立模擬加速腺苷酸激酶與配體結(jié)合解離過程???ａ?ｂ??Ｗ?ｗ?；??，Ｖ?ｕ??圖３．４結(jié)合過程中的構(gòu)象??圖注：（ａ）初始構(gòu)象（ｂ）在使用判據(jù)ｄｉｓｔ時(shí)在最終循環(huán)中的構(gòu)象（ｃ）當(dāng)使用判據(jù)ｄｉｓｔ??＋?ｒｍｓｅ時(shí)在最終循環(huán)中的構(gòu)象（ｄ）目標(biāo)構(gòu)象。在每種結(jié)構(gòu)中，ＡＭＰｂｄ結(jié)構(gòu)域用紅色著色，??ＬＩＤ結(jié)構(gòu)域用藍(lán)色著色，而ＣＯＲＥ結(jié)構(gòu)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(gè)構(gòu)象的平均值表示。對于??每個(gè)接觸，黑色虛線表示目標(biāo)構(gòu)象中殘基與配體之間的距離，紅色線和藍(lán)色線分??別表示使用ｄｉｓｔ和ｄｉｓｔ－ｒｍｓｅ的判據(jù)。在ｄｉｓｔ－ｒｍｓｅ模擬中，Ｌ１Ｄ結(jié)構(gòu)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(biāo)距離大０．４Ａ，ＬＩＤ結(jié)構(gòu)域??中的１１１５６與八１＾之間的距離從１７．３人減小到比目標(biāo)大０．８入的１０．６人，［１〇結(jié)??構(gòu)域和ＡＭＰ中的Ｄ１５８之間的距離從１３．７Ａ減少到比目標(biāo)大０．８Ａ的９．８Ａ。在??ｄｉｓｔ模擬中，ＲＩ２３－ＡＴＰ＿Ｍｇ的接觸距離達(dá)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(jié)構(gòu)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(biāo)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(gè)接觸距離減小到８．８人和??１０．５Ａ。在ｄｉｓｔ－ｒｍ


本文編號：3519024