导读:本文包含了蛋白质构象转变论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:粗粒化,分子动力学,能量地貌,伴随的结合-折迭过程
蛋白质构象转变论文文献综述
尚旭[1]（2018）在《蛋白质分子结合折迭与构象转变的分子动力学模拟研究》一文中研究指出生物分子的结构与功能有着十分密切的联系,而蛋白质分子具有更复杂的多级结构,导致其在功能上具有多样性。一方面蛋白质静态的结晶结构无法反映其生理环境的结构变化,而另一方面测量溶液中分子时,或者基于系综平均量,或者通过单分子手段对于局部的标记位点进行较片面的判断,当前这些方法仍然无法得到全面准确蛋白质结构动力学信息。分子动力学模拟能够连续追踪分子的运动及结构变化规律。蛋白质在生物体内的功能主要与其折迭过程、与配体分子的结合过程、以及自身构象转变过程相联系。近年来研究发现,某些蛋白质在完全无规则的状态也具备相应的生物功能,这类柔性蛋白质被称为天然无规则蛋白。研究表明,天然无规则蛋白往往在结合过程中具有更高的效率。在本文中,我们针对叁个不同的蛋白质体系进行了深入研究,对蛋白质(特别是天然无规则蛋白)的结合折迭问题、柔性蛋白质与有序蛋白结合机制与结合效率问题、以及蛋白质构象转变问题进行了深度探究和讨论。1.在第一部分,我们首先对天然无规则蛋白质Chz.core与组蛋白配体H2A.z-H2B结合的机制进行了深入研究。在实验数据对照下,我们给出了原子水平SBM的模拟数据,探讨了Chz.core与H2A.z-H2B之间的相互作用以及静电在识别和结合中的作用。同时,针对柔性分子结合效率的问题,我们利用模型中链内相互作用可调的特点,通过设定参数得到的一系列不同柔性的Chz.core模型,对其与H2A.z-H2B的结合-折迭过程进行了热力学及动力学的比较。研究发现柔性较大的蛋白质在结合方向的自由能具有更低的能垒,这说明对于柔性较高的分子,其更容易实现与配体分子的结合。另一方面,蛋白质与配体适配过程包含俘获和结合两个过程。针对Chz.core/H2A.z-H2B,模拟结果表明高柔性的分子识别和结合都具有更少的通过时间。而容易被忽略的是,高柔性分子具有更高的俘获-结合转化率,这对分子结合效率更为重要。2.本文另一个研究内容为亨德拉病毒和立百病毒的核蛋白与磷蛋白之间的相互作用。这两种病毒同属于亨尼帕病毒类,是非常危险的高传染性病毒。我们对两种病毒表面核蛋白分子识别片段(MoRE)与磷蛋白X结构域(XD)之间的结合机制以及相互作用进行了探究,并对比同源麻疹病毒相应蛋白体系。由于MoRE片段属于天然无规则蛋白,为了提高非折迭态的模拟精度,我们在基于结构力场中混合了局部的全原子经验力场,这样可以提高分子无规则结构下链内相互作用的精确性。本文将叁种无规则蛋白质与XD的结合过程一并比较。从模拟结果可以看出,亨德拉病毒MoRE片段在结合上具有最低的能垒,其次是立百病毒蛋白系统,而麻疹病毒MoRE与XD的结合过程要经历叁者中最高的自由能垒。我们对游离状态的核蛋白片段进行了全原子经验力场的模拟,模拟所得化学位移与实验数据符合较好。从游离核蛋白片段的构象分布上可以发现核蛋白构象在非折迭与部分折迭状态中处于动态平衡。在与XD结合过程中,MoRE片段在开始阶段构象的分布变化不大,说明起初的结合机制属于构象选择过程。在结合的最后阶段,MoRE片段的构象分布向完整的折迭状态变化,表明最终结合折迭机制属于诱导契合的方式。3.本文第叁部分研究了T4溶菌酶的配体结合与构象转变问题。某些蛋白质具备多种天然结构,结构域或局部相对运动将使蛋白质在这些构象之间转变,以适应环境变化或利于配体的结合。T4溶菌酶分子通过实验测得一系列晶体结构,说明T4溶菌酶存在多种天然构象。我们利用粗粒化的基于结构力场,并利用不同构象的结构信息建立多势阱的力场函数,来模拟T4溶菌酶的构象转变过程。同时我们仿照肽链的方式建立了显式的肽聚糖配体模型,通过动力学模拟获得了T4溶菌酶的构象转变以及配体结合时构象分布的变化。我们的模拟表明,配体结合前T4溶菌酶在结构域打开和关闭状态之间自由地转变,而当配体结合以后,T4溶菌酶倾向于结构域关闭的状态。另一方面,从配体与T4溶菌酶结合的自由能上可以看出,结合过程并不是简单的二态过程。天然结构中配体被嵌在T4溶菌酶N端与C端结构域形成的缝隙中,因此我们分析了这两个结构域分别与配体结合的过程。我们发现配体与T4溶菌酶的N端和C端结合并不是同步发生结合的,而是一端先结合,另一端再靠拢的方式。而结合过程中自由能的分布也表明配体与T4溶菌酶N端,C端结合存在并行的两条路径。针对蛋白质的研究,我们的分子动力学模拟包含蛋白质相互作用中的各个方面,从相伴随的蛋白质结合-折迭过程,到不同柔性分子结合效率的讨论,再到分子构象转变对蛋白质与配体结合的影响。我们采用了不同的分子动力学方法,为每个分子相互作用体系建立相应的模拟力场,使分子动力学模拟在保证一定结构精度下高效地完成。同时,为了使蛋白质快速遍历构象状态,我们也利用了高效的构象采样手段(REMD)对分子自由能进行探索。这些有效的分子动力学模拟方法为我们研究蛋白质高精度大尺度结构变化提供了可能。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
刘权,钟世钧[2]（2017）在《呈现蛋白质构象转变的插值旋转优化方法》一文中研究指出蛋白质与其它分子的作用会引起局部构象的明显改变,包括loop翻动、活性位开合等。在这样的构象变化过程中,不只是关键位置在转变,整个蛋白质的构象也在调整。而且,较大的侧基还会出现取向相反的翻转。这为模拟构象变化过程增大了复杂程度。我们最初尝试了几个简单方法:直接的插值不能产生合理的初始结构,也很难进行优化;施用侧基取向翻转的旋转矩阵能够处理环平面取向,但是还欠缺整体合理构象;添加类似于umbrella sampling的限制,可以进一步维持侧基合理结构。于是,我们得到一种组合方法"插值-旋转-限制-优化"来实现这种复杂的构象转变。(本文来源于《中国化学会第14届全国计算(机)化学学术会议暨分子模拟国际论坛会议手册》期刊2017-11-17）
李艳[3]（2014）在《基于靶向分子动力学模拟方法的蛋白质构象转变机理研究》一文中研究指出现代模拟技术不仅可以确认分子体系的实验结果,而且还能呈现其中的结构变化细节。与实验技术相比,模拟技术在预测生物体系行为现象,以及深入研究现象背后所蕴含的机理方面更具优势。当然,在此基础上,模拟技术还可以帮助人们探索氨基酸在这些现象和机理中所发挥的重要作用。为了研究pH影响和小分子诱导(蛋白质与小分子之间的相互作用和蛋白质与小分子之间形成共价键)下的蛋白质的构象转变,我们应用了多种模拟技术,例如,经典分子动力学(Classical Molecular dynamics),靶向分子动力学(Targeted Molecular dynamics),拉伸分子动力学(Sfeered Molecualr dynamics),分子对接(Molecular docking)和混合量子力学／分子力学方法(Hybrid Quantum Mechanical and Molecular Mechanical method QM/MM)方法等。虽然这些模拟技术容易获得,但是由于在本工作中,我们需要对不同的研究体系进行比较研究,对同一体系进行不同类型的计算(例如：分子对接,能量评估,以及自由能分布计算等),对数据进行交叉验证,并且对结果进行仔细分析以便从这些结果中获得有意义且可靠的信息,所以,计算成本较高。首先,我们研究了一个备受广泛关注的问题,即,KcsA钾离子通道是如何打开的?虽然,最近有很多的研究报道称该通道的细胞质区域承担了检测通道所处环境pH值的工作,但是,尚无针对KcsA钾离子通道全长结构的分子模拟研究。我们第一次利用TMD方法模拟了全长KcsA钾离子通道的开放过程,并且特别关注了其细胞质区域在通道开放过程中的变化。通过对不同的KcsA钾离子通道模拟体系分别在pH=4和pH=7条件下进行模拟研究,我们发现在pH=7条件下,KcsA全长结构保持稳定,并且位于细胞质区域的一些特定氨基酸的质子化为通道的开放提供了帮助。同时,我们呈现了它们中的一些在这个过程中所发挥的作用,例如：His124, His128, His145, Glu130, Glu134, Glu135, Asp156, Asp157,以_及Glu146和Asp149。但是,在很多研究报道中讨论的His25的作用依然不明确。研究结果表明在模拟的起始阶段,位于跨膜区域的可电离氨基酸残基便开始快速运动,毫无疑问,正是这些氨基酸残基触发了离子通道的开放进程。接着,细胞质区域的氨基酸残基也开始运动。这些结构变化其序列排布逐渐传播,最终帮助KcsA钾离子通道完全开放。这些现象证明KcsA全长结构中承担pH检测任务的有两部分：即,位于双分子膜内部边界处的区域和细胞质区域。虽然为了更完全的描述和理解这个复杂的研究体系,还有很多的工作需要做,但是我们为氨基酸残基质子化诱导下的细胞质区域的构象改变在通道开放过程中的作用提供了新的见解。同时,也鉴定出了参与通道开放的一些特定的氨基酸,并描述了发生在这些氨基酸残基之间的并且导致通道的开放的相互作用。此外,我们又研究了FGFR3蛋白质酶与抑制剂的相互作用模式上,因为FGFR3蛋白激酶参与了一些骨骼病变,所以研发高效的抑制剂就意味着寻找到了有效的治疗方法。在本论文的第叁章中,我们介绍了蛋白激酶可以在以Asp-Phe-Gly(DFG)结构域构象变化为特征的活化(DFG-in)和非活化(DFG-out)状态之间转变。据我们所知,我们第一次利用TMD方法模拟了FGFR3激酶从其活化状态转变到非活化状态的过程。同时,由于生物学实验已经验证出几个有效的FGFR3抑制剂,因此,结合经典的分子动力学,靶向分子动力学和分子对接方法的研究表明在FGFR3激酶的活化和非活化状态转变过程中存在几个中间态构象,并且以直接可以与这些构象相互作用。以其中的Ⅱ型抑制剂为例,我们发现它们可以与激酶的DFG-out空穴(DFGout')结合。这些抑制剂不会阻止激酶的失活过程,但是可以通过与激酶的相互作用参与它的构象转变。由此,我们认为激酶的这种DFG-in/out转变是抑制剂的诱导契合作用所致。此外,研究所获的另外一个结论是在研发新的蛋白激酶Ⅱ型抑制剂时,不仅要考虑其与激酶终极DFG-out结构的结合能力,而且还要考虑到激酶的中间态构象的结合能力。但是,在生物学实验中,还获得了针对另一种蛋白激酶FGFR1的不可逆抑制剂,这是一种与FGFR3高度同源的蛋白激酶。这些不可逆抑制剂通过与位于蛋白质激酶ATP结合位点的氨基酸残基Csy488发生化学反应,以至在其和FGFR1之间形成了共价键连接。基于这个原因,为了研究不可逆抑制剂与激酶之间的化学反应机理,我们选用合适的方法(例如,混合量子力学和分子力学方法),对FGFR1蛋白激酶和FRIIN抑制剂体系进行了分子模拟研究。本论文研究结果第一次表明共价键形成并没有诱导蛋白激酶发生构象改变,而是仅仅与蛋白质激酶形成了蛋白质-配体复合物。基于以上结果,我们认为不可逆抑制剂与蛋白激酶的结合过程中,抑制剂首先进入到结合位点,并与蛋白质激酶形成复合物,接着,与蛋白质激酶形成共价键。这个结论建议未来在不可逆抑制剂的设计中,应首先考虑分子是否可与靶标蛋白形成一个正确的识别模式。因此,这种不可以抑制剂应该基于一个有效力的竞争抑制剂的结构来设计。这样,在分子模拟技术的帮助下,我们提出了关于发生在不可逆抑制剂(FRIIN)与FGFR1蛋白激酶之间的化学反应的反应机理。在这个唯一的反应机理中,加成反应和质子转移是结合进行的,随后发生了酮-烯醇互变异构。自由能分布的计算结果表明这个反应在热力学上的确是不可逆的。以上有关FGFR1的研究结果,对于未来研发与其高度同源的FGFR3的不可逆抑制剂具有重要的意义。(本文来源于《兰州大学》期刊2014-04-01）
张麟,卢滇楠,刘铮[4]（2006）在《分子动力学模拟尿素对水溶液中蛋白质构象转变的影响》一文中研究指出采用分子动力学方法和全原子模型研究尿素和水分子对模型蛋白S-肽链结构转化的影响。模拟结果显示S-肽链的变性速率常数k值随着尿素浓度的增加而先降低后升高,在尿素浓度为2.9 mol/L时达到最低值。模拟了不同尿素浓度下尿素-肽链、水-肽链以及肽链分子氢键的形成状况。结果表明:尿素浓度较低时,尿素分子与S-肽链的极性氨基酸侧链形成氢键,但不破坏其分子内的骨架氢键,尿素在S-肽链水化层外形成限制性空间,增强了S-肽链的稳定性。随着尿素的升高,尿素分子进入S-肽链内部并与其内部氨基酸残基形成氢键,导致S-肽链的骨架氢键丧失,S-肽链发生去折迭。上述模拟结果与文献报道的实验结果一致,从分子水平上揭示了尿素对蛋白质分子结构变化的影响机制,对于研究和发展蛋白质折迭及稳定化技术具有指导意义。(本文来源于《生物加工过程》期刊2006年03期）
王生勤,赵江[5]（2006）在《聚电解质的单分子动态过程:关于DNA、蛋白质等生物大分子构象转变的思考》一文中研究指出生物大分子的构象转变(比如:蛋白质的折迭、DNA分子凝聚)是当代生物科学的未解之迷。由于这些过程与生物大分子的性质和功能直接相关,关于这方面的科学问题不仅仅吸引着众多生物领域的科研人员的浓厚兴趣,同时也受到了物理与化学研究人员的广泛关注。(本文来源于《第十次中国生物物理学术大会论文摘要集》期刊2006-05-01）
滕智津,韩振为[6]（2005）在《分子动力学模拟在蛋白质固体表面吸附构象转变中的应用》一文中研究指出蛋白质在固液界面上吸附过程中,溶液中的蛋白质分子不仅在自身之间存在着相互作用,而且还与水分子和固体表面之间发生着复杂的相互作用,蛋白质分子的生物活性也会发生变化。本文采用分子动力学模拟的方法对这一构象变化的复杂过程进行研究,并以聚十赖氨酸固液界面吸附过程为例进行了分子动力学模拟计算。(本文来源于《化学工业与工程》期刊2005年03期）
蛋白质构象转变论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
蛋白质与其它分子的作用会引起局部构象的明显改变,包括loop翻动、活性位开合等。在这样的构象变化过程中,不只是关键位置在转变,整个蛋白质的构象也在调整。而且,较大的侧基还会出现取向相反的翻转。这为模拟构象变化过程增大了复杂程度。我们最初尝试了几个简单方法:直接的插值不能产生合理的初始结构,也很难进行优化;施用侧基取向翻转的旋转矩阵能够处理环平面取向,但是还欠缺整体合理构象;添加类似于umbrella sampling的限制,可以进一步维持侧基合理结构。于是,我们得到一种组合方法"插值-旋转-限制-优化"来实现这种复杂的构象转变。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
蛋白质构象转变论文参考文献
[1].尚旭.蛋白质分子结合折迭与构象转变的分子动力学模拟研究[D].吉林大学.2018
[2].刘权,钟世钧.呈现蛋白质构象转变的插值旋转优化方法[C].中国化学会第14届全国计算(机)化学学术会议暨分子模拟国际论坛会议手册.2017
[3].李艳.基于靶向分子动力学模拟方法的蛋白质构象转变机理研究[D].兰州大学.2014
[4].张麟,卢滇楠,刘铮.分子动力学模拟尿素对水溶液中蛋白质构象转变的影响[J].生物加工过程.2006
[5].王生勤,赵江.聚电解质的单分子动态过程:关于DNA、蛋白质等生物大分子构象转变的思考[C].第十次中国生物物理学术大会论文摘要集.2006
[6].滕智津,韩振为.分子动力学模拟在蛋白质固体表面吸附构象转变中的应用[J].化学工业与工程.2005
标签：粗粒化; 分子动力学; 能量地貌; 伴随的结合-折迭过程;