本文關(guān)鍵詞：人淀粉樣胰島多肽在磷脂雙層膜表面吸附和取向的分子動力學(xué)模擬研究

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【摘要】：蛋白質(zhì)錯誤折疊和聚集會導(dǎo)致諸如阿爾茲海默癥和二型糖尿病等嚴(yán)重的慢性疾病。人胰島淀粉樣多肽(human islet amyloid polypeptide-hIAPP或Amylin)是在二型糖尿病患者的胰腺中發(fā)現(xiàn)的淀粉樣沉淀的主要成分。越來越多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示人β細(xì)胞膜毒性與能夠加快聚集的hIAPP和細(xì)胞膜相互作用密切相關(guān)。但是由于實(shí)驗(yàn)方法在空間分辨和時間分辨上的局限性,對于hIAPP與細(xì)胞膜相互作用過程,尤其是相互作用的最初階段并不清楚,分子動力學(xué)模擬可以在原子尺度上給出二者相互作用的詳細(xì)過程,從而彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)方法的不足。本文中,作為了解hIAPP和膜相互作用的第一步,我們使用全原子動力學(xué)(MD)模擬從原子水平研究了hIAPP和膜相互作用的最初階段,包括吸附、取向及hIAPP單體的構(gòu)象變化等。我們發(fā)現(xiàn)hIAPP單體很快的吸附到磷脂雙分子層上,對于帶負(fù)電的POPG磷脂雙分子膜,hIAPP的N端最先吸附是由于強(qiáng)烈的靜電相互作用,尤其是帶正電的氨基酸K1和R11起到了很大的作用。兩性的POPC膜,則N端和C端基本等幾率優(yōu)先吸附；hIAPP基本平行吸附到膜表面,氨基酸7-22保持穩(wěn)定的α螺旋,這和過去的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致；特別的是,兩種膜體系有兩個不同的吸附面,POPG體系是氨基酸R11,F15和S19朝向膜,POPC體系是氨基酸T9,N14和H18。
【關(guān)鍵詞】：二型糖尿病 蛋白質(zhì)錯誤折疊 hIAPP 磷脂雙分子膜 動力學(xué)吸附過程 吸附取向 蛋白-膜相互作用 分子動力學(xué)模擬
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R363;R3411
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 第一章 緒論7-24
• §1.1 引言7-9
• §1.1.1 淀粉樣蛋白的研究背景7-8
• §1.1.2 蛋白質(zhì)的錯誤折疊、聚集與疾病8-9
• §1.1.3 研究目的與意義9
• §1.2 hIAPP介紹9-17
• §1.2.1 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)9-12
• §1.2.2 hIAPP的結(jié)構(gòu)12-14
• §1.2.3 hIAPP可能的致病機(jī)理14-17
• §1.3 POPG/POPC介紹17-21
• §1.3.1 磷脂分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)17-20
• §1.3.2 POPG/POPC的結(jié)構(gòu)20-21
• §1.4 hIAPP與POPG/POPC的作用21-24
• 第二章 研究方法及分析方法24-35
• §2.1 分子動力學(xué)模擬方法24-31
• §2.1.1 分子動力學(xué)原理24-25
• §2.1.2 周期性邊界條件25-26
• §2.1.3 分子動力學(xué)算法26-27
• §2.1.4 能量優(yōu)化方法27-29
• §2.1.5 溫度壓強(qiáng)耦合29-31
• §2.2 經(jīng)驗(yàn)力場的介紹31-33
• §2.3 分析方法33-35
• 第三章 hIAPP單體吸附到帶負(fù)電POPG膜過程的分子動力學(xué)研究35-48
• §3.1 hIAPP單體與POPG模擬體系35-37
• §3.1.1 hIAPP單體與POPG體系搭建及環(huán)境設(shè)置35-36
• §3.1.2 模型及算法參數(shù)設(shè)置36-37
• §3.2 模擬結(jié)果及分析37-47
• §3.2.1 hIAPP單體從水溶液到POPG膜表面吸附過程37-43
• §3.2.2 hIAPP單體在POPG膜表面的吸附面43-44
• §3.2.3 能量分析44-45
• §3.2.4 磷脂尾巴序參量分析45-47
• §3.2.5 膜環(huán)境hIAPP聚集的可能機(jī)理47
• §3.3 結(jié)論47-48
• 第四章 hIAPP單體吸附到兩性的POPC膜過程的分子動力學(xué)研究及與POPG體系的對比48-58
• §4.1 hIAPP單體體系48-49
• §4.1.1 hIAPP單體與POPC體系搭建及環(huán)境設(shè)置48-49
• §4.1.2 模型及算法參數(shù)設(shè)置49
• §4.2 模擬結(jié)果及分析49-57
• §4.2.1 hIAPP單體從水溶液到POPC膜表面的吸附過程49-53
• §4.2.2 hIAPP單體在POPC膜表面的吸附行為53-55
• §4.2.3 電子密度分析55
• §4.2.4 能量分析55-56
• §4.2.5 氫鍵討論56-57
• §4.3 結(jié)論57-58
• 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 致謝65-66
• 攻讀碩士期間參加學(xué)術(shù)會議及論文發(fā)表情況66-67

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