本文關(guān)鍵詞：對(duì)胞漿型肌酸激酶熱穩(wěn)定性差異的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究　出處：《清華大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 熱穩(wěn)定性 肌酸激酶 分子動(dòng)力學(xué)模擬 二聚體解離 離子選擇性

【摘要】：肌酸激酶(CK)能催化ATP和磷酸肌酸之間可逆的磷酸轉(zhuǎn)移反應(yīng),因此負(fù)責(zé)維持細(xì)胞內(nèi)ATP水平的穩(wěn)定。人類(lèi)胞漿型CK有兩個(gè)亞型,腦型(B)和肌型(M),它們通常以同型二聚體的形式存在。盡管具有高度相似的氨基酸序列和三級(jí)結(jié)構(gòu),hBBCK和hMMCK的熱穩(wěn)定性卻差異很大。它們的熱失活分子機(jī)理被認(rèn)為與二聚體界面的亞基解離有關(guān)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明36位氨基酸(hBBCK中為Pro,hMMCK中為L(zhǎng)eu)單點(diǎn)突變就能消除二者熱穩(wěn)定性的差異,但是分子機(jī)理尚不清楚。本論文利用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法初步探究了影響CK熱穩(wěn)定性差異的因素,并深入研究了36位氨基酸導(dǎo)致hBBCK和hMMCK熱穩(wěn)定性差異的機(jī)理。首先,本論文對(duì)hBBCK和hMMCK的固有性質(zhì)進(jìn)行了比較。相比于hBBCK,hMMCK表面親水性更好,內(nèi)部氫鍵鹽鍵作用更多,表現(xiàn)出更高的熱穩(wěn)定性,但是沒(méi)有表現(xiàn)出更穩(wěn)定的二聚體界面。高斯網(wǎng)絡(luò)模型分析中,與hMMCK相比,hBBCK中36位氨基酸更容易與另一條鏈的氮端結(jié)構(gòu)域作用。高溫模擬中,二者表現(xiàn)出相似的結(jié)構(gòu)波動(dòng),主要差異表現(xiàn)在氮端和碳端結(jié)構(gòu)域中間的連接氨基酸。在20ns超高溫模擬中并未觀察到二聚體的解離,因此需要用其他加速方法進(jìn)行研究。然后,本論文基于常溫平衡模擬,運(yùn)用自由能計(jì)算的方法,確定了36位氨基酸通過(guò)調(diào)節(jié)二聚體界面的親和性影響人胞漿型肌酸激酶的熱穩(wěn)定性。進(jìn)一步通過(guò)功能模式分析和網(wǎng)絡(luò)分析確定了36位氨基酸影響二聚體解聚的機(jī)理。相比于Pro36,Leu36能通過(guò)物理接觸和協(xié)同運(yùn)動(dòng)與周?chē)嗟陌被嵝纬删W(wǎng)絡(luò)連接,同時(shí)整個(gè)鏈內(nèi)的氨基酸網(wǎng)絡(luò)連接也被加強(qiáng),這使得界面氨基酸沿兩條鏈分離方向的運(yùn)動(dòng)幅度減小,從而使得二聚體更難解離。同時(shí),為了直接觀測(cè)二聚體的解離,本論文還進(jìn)行了加速分子動(dòng)力學(xué)模擬。然而,盡管hBBCK發(fā)生了大尺度的構(gòu)象變化,在200ns的模擬中并未發(fā)現(xiàn)二聚體的解離。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),hBBCK大尺度構(gòu)象變化主要來(lái)源于鏈間相對(duì)位置的變化,這種變化阻擋了底物進(jìn)入活性位點(diǎn)。因此,除了二聚體的解離,活性位點(diǎn)的構(gòu)象變化對(duì)hBBCK和hMMCK的熱穩(wěn)定性差異也有貢獻(xiàn)。最后,本論文還簡(jiǎn)單介紹了作者參與的其他研究工作,即基于原核鈉離子通道晶體結(jié)構(gòu)NavRh研究真核電壓門(mén)控鈉離子通道的Na+/K+選擇性機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：Q55

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭玉明;薩本豪;C.Ngo;L.De Paula;;熱核穩(wěn)定性的動(dòng)力學(xué)模擬[J];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào);1990年00期

2 王麗,邊秀房,李輝;金屬Cu液固轉(zhuǎn)變及晶體生長(zhǎng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2000年09期

3 滕智津,韓振為;分子動(dòng)力學(xué)模擬在蛋白質(zhì)固體表面吸附構(gòu)象轉(zhuǎn)變中的應(yīng)用[J];化學(xué)工業(yè)與工程;2005年03期

4 鄭博愷;羅施中;;粗�；瘎�(dòng)力學(xué)模擬在膜蛋白研究中的應(yīng)用[J];中國(guó)科技論文在線;2011年12期

5 潘龍強(qiáng);耿存亮;慕宇光;劉鑫;胡毅;潘景山;周亞濱;龔斌;王祿山;;生物大分子的分子動(dòng)力學(xué)模擬過(guò)程在百萬(wàn)億次集群上的部署優(yōu)化[J];山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2012年07期

6 滕怡群;馬力;任東俊;易希璋;;蛋白質(zhì)合成與調(diào)控過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模擬[J];河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1991年02期

7 熊大曦,李志信,過(guò)增元;氬氣熱力學(xué)參數(shù)和輸運(yùn)系數(shù)的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年11期

8 吳超;馬路遙;黃牛;;高性能分子動(dòng)力學(xué)模擬在生物大分子結(jié)構(gòu)和功能研究中的應(yīng)用[J];科研信息化技術(shù)與應(yīng)用;2010年04期

9 趙立嶺,王吉華,竇相華,蘇希玉;小蛋白天然結(jié)構(gòu)與折疊速度關(guān)系的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[J];山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2005年04期

10 王慧娟;陳成;鄧聯(lián)文;江建軍;;硅晶體中點(diǎn)缺陷結(jié)合過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2007年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 黃慶生;吳洪明;吳建華;;用納米孔道測(cè)定蛋白質(zhì)序列的分子動(dòng)力學(xué)模擬[A];第八屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

2 岳紅偉;王艷;陳光巨;;不同的識(shí)別劑、剪切劑對(duì)接到DNA上的動(dòng)力學(xué)模擬比較[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第14分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 言天英;高學(xué)平;Gregory A．Voth;;分子動(dòng)力學(xué)模擬離子液體的結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)性質(zhì)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第九屆全國(guó)量子化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

4 黃世萍;;分子篩中烷烴的甲基旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué):分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)理論化學(xué)方法和應(yīng)用分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

5 田國(guó)才;華一新;;分子動(dòng)力學(xué)模擬研究離子液體中水分子的光譜和動(dòng)力學(xué)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)理論化學(xué)方法和應(yīng)用分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

6 王后芳;雷鳴;;小分子抑制劑與甲狀腺結(jié)合前清蛋白對(duì)接,分子動(dòng)力學(xué)模擬及結(jié)合自由能計(jì)算研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)化學(xué)信息學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

7 張輝;李全偉;李英;李志強(qiáng);;泡沫液膜的分子動(dòng)力學(xué)模擬及泡沫析液機(jī)制的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十二屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

8 徐愛(ài)進(jìn);周哲瑋;胡國(guó)輝;;固體平板上超薄水膜潤(rùn)濕過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)模擬[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

9 張繼偉;卞富永;施國(guó)軍;徐四川;;多巴胺在細(xì)胞膜中擴(kuò)散和透過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[A];第八屆全國(guó)化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2013年

10 趙克杰;陳常青;;銅單晶中納米孔洞生長(zhǎng)尺度效應(yīng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 ;曙光超級(jí)計(jì)算機(jī)縮短病毒研究時(shí)間[N];中國(guó)電子報(bào);2006年

2 記者 耿挺;鋁如何對(duì)人體造成傷害[N];上�？萍紙�(bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張?jiān)瓢?微尺度下單晶硅疲勞失效機(jī)理的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

2 于華;蛋白質(zhì)—肽相互作用的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 張仕通;層狀復(fù)合金屬氫氧化物理論模擬分子力場(chǎng)的建立及其結(jié)構(gòu)拓?fù)滢D(zhuǎn)變研究[D];北京化工大學(xué);2015年

4 馮婷婷;幾種重要疾病蛋白和抑制劑相互作用機(jī)理的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

5 鄭耀庭;金屬表面初期氧化行為的原位拉曼實(shí)驗(yàn)及分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];華東理工大學(xué);2015年

6 劉金峰;發(fā)展和應(yīng)用分塊的量子化學(xué)方法進(jìn)行生物大分子性質(zhì)計(jì)算和動(dòng)力學(xué)模擬[D];華東師范大學(xué);2016年

7 馬義丁;擁擠環(huán)境下的高分子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

8 楊光;微納電化學(xué)葡萄糖生物傳感器的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];浙江大學(xué);2017年

9 張艷軍;埃博拉病毒VP35與抑制劑、碳納米管和dsRNA作用模式及機(jī)理的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

10 鄒麗云;光甘草定與轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白野生型及V30A突變體相互作用的多種分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];吉林大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 代春月;白細(xì)胞介素IL-8及受體CXCR1的分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];華南理工大學(xué);2015年

2 王正;RO/R_2O-Al_2O_3-SiO_2熔體粘度特性的分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];山東建筑大學(xué);2015年

3 鐘建峰;抑雜劑與離子型稀土礦中鋁雜質(zhì)相互作用的分子動(dòng)力學(xué)模擬分析[D];江西理工大學(xué);2015年

4 相敏;金屬熔體特征溫度的分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];西安工業(yè)大學(xué);2015年

5 胡立梅;蛋白質(zhì)在材料表面吸附的分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];山東大學(xué);2015年

6 趙智博;兩種與癌癥相關(guān)的酶的結(jié)構(gòu)與活性的分子模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 黎迪暉;水堿浸泡條件下環(huán)氧樹(shù)脂的性能演化與分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 郭子鳳;碲基材料熱導(dǎo)率的分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];廣西大學(xué);2015年

9 李晶晶;服飾皮革材料熱穩(wěn)定性的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];武漢紡織大學(xué);2015年

10 侯銀菊;鋁熔化各向異性的分子動(dòng)力學(xué)模擬[D];山西大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1323809