本文關(guān)鍵詞：離子與膜相互作用的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物膜環(huán)境中分布著大量的離子,這些離子可以直接與膜脂相互作用,進(jìn)而調(diào)控生物膜的融合、膜蛋白與膜脂的結(jié)合以及膜表面的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。已有許多關(guān)于常見(jiàn)離子與單一組分的生物膜體系相互作用的研究。脂筏是內(nèi)外層含有不同種類(lèi)磷脂分子的不對(duì)稱(chēng)雙層膜,是生物膜上重要的微結(jié)構(gòu)域,參與許多生理過(guò)程。目前我們對(duì)離子與脂筏的相互作用知之甚少。本論文采用長(zhǎng)時(shí)間的分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,主要研究了Na+、K+、Ca2+、Mg2+對(duì)脂筏結(jié)構(gòu)的影響。論文第二章搭建了兩個(gè)膜體系(PPC膜和SC膜),分別模擬脂筏的內(nèi)層膜和外層膜,并用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究Na+、K+與脂筏內(nèi)外層膜的作用。結(jié)果表明,脂筏內(nèi)外層膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)有顯著差異,但Na+、K+在脂筏內(nèi)外層膜表面的結(jié)合能力都很弱。論文第三章進(jìn)一步研究了Na+、K+、Ca2+、Mg2+對(duì)脂筏內(nèi)外層膜結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響。模擬發(fā)現(xiàn),Ca2+在脂筏內(nèi)外層膜表面的結(jié)合能力都很強(qiáng),相反,所有的Mg2+都不結(jié)合。此外,Ca2+的結(jié)合對(duì)脂筏內(nèi)外層膜結(jié)構(gòu)的影響也是相反的。可見(jiàn),離子可以通過(guò)影響脂筏內(nèi)外層膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)調(diào)節(jié)脂筏及其蛋白質(zhì)的功能。此外,Zn2+在神經(jīng)傳遞中有重要的生理功能,但Zn2+與膜的相互作用還不清楚。論文第四章對(duì)Na+、Ca2+、Zn2+混合離子與POPC膜的體系,進(jìn)行了微秒級(jí)的分子動(dòng)力學(xué)模擬,發(fā)現(xiàn)三種陽(yáng)離子與膜的結(jié)合能力大小為：Ca2+Zn2+Na+。
【關(guān)鍵詞】：分子動(dòng)力學(xué)模擬 生物膜 脂筏 離子
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R966
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 分子動(dòng)力學(xué)模擬生物膜體系的研究進(jìn)展9-26
• 1.1 引言9
• 1.2 生物膜的結(jié)構(gòu)9-12
• 1.3 生物膜的性質(zhì)12-15
• 1.3.1 生物膜流動(dòng)性12
• 1.3.2 生物膜不對(duì)稱(chēng)性12-15
• 1.4 生物膜與膜微區(qū)15-18
• 1.5 分子動(dòng)力學(xué)模擬18-19
• 1.6 MD方法研究離子與膜相互作用的進(jìn)展19-22
• 1.6.1 離子與陰性膜脂作用的研究進(jìn)展20
• 1.6.2 離子與中性膜脂作用的研究進(jìn)展20-21
• 1.6.3 離子與混合膜脂作用的研究進(jìn)展21-22
• 1.7 MD模擬脂筏體系的研究進(jìn)展22-24
• 1.8 本章小結(jié)24-26
• 第2章 Na~+、K~+對(duì)脂筏雙分子層結(jié)構(gòu)的影響26-37
• 2.1 引言26-27
• 2.2 脂筏的組成成分27-28
• 2.3 MD模擬方法研究脂筏的結(jié)構(gòu)模型28-29
• 2.4 分子動(dòng)力學(xué)模擬與參數(shù)29-30
• 2.5 結(jié)果與分析30-34
• 2.5.1 膜面積與膜厚度30-31
• 2.5.2 離子的分布和結(jié)合31-34
• 2.6 討論34-36
• 2.6.1 膜性質(zhì)差異34
• 2.6.2 Na~+、K~+與膜結(jié)合34-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第3章 Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)對(duì)脂筏雙層膜結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響37-56
• 3.1 引言37-38
• 3.2 模型與方法38-40
• 3.3 結(jié)果40-52
• 3.3.1 離子與膜的作用40-45
• 3.3.2 離子對(duì)SC膜結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響45-48
• 3.3.3 離子對(duì)PPC膜結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響48-52
• 3.4 討論52-55
• 3.4.1 鈣離子結(jié)合能力最強(qiáng)52-53
• 3.4.2 鈣離子對(duì)脂筏內(nèi)外側(cè)膜性質(zhì)的影響53-54
• 3.4.3 鈣離子對(duì)脂筏生理功能的調(diào)節(jié)54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 第4章 Zn~(2+)與POPC膜的作用56-62
• 4.1 引言56-57
• 4.2 體系參數(shù)57
• 4.3 結(jié)果57-60
• 4.3.1 離子在膜表面的分布與結(jié)合57-59
• 4.3.2. Ca~(2+)、Zn~(2+)結(jié)合方式的比較59-60
• 4.4 討論60-61
• 4.4.1 離子結(jié)合能力的比較60
• 4.4.2 離子結(jié)合方式的異同60-61
• 4.4.3 Zn~(2+)的生理意義61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 全文總結(jié)62-64
• 參考文獻(xiàn)64-73
• 致謝73

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