《具有固定端点的蛋白质格点模型链的折叠研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有固定端点的蛋白质格点模型链的折叠研究（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业论文题目:生物物理专业 0 1 级硕士生姓名:指导教师 ( 性名、职称) :摘要蛋白质是生命现象中最重要的物质基础之一，它不仅是生物结构的重要组成部分， 还参与了生物体内 许多重要功能的实现。 所谓的蛋白 质折叠问题就是指蛋白 质如何由 其一级结构形成其特定的高级结构， 这也被称为分子生物学中心法则的第二密码。 无论是对基础科学理论的研究， 还是对人类生产和生活， 蛋白质折叠问题的解决都具有极为重要的意义。格点模型是在蛋白质折叠的理论研究中被广泛使用的一种模型。 利用蒙特卡洛模拟方法并结合直方图技巧， 我们研究了处于不同约束条件下蛋白 质格点模型链的折叠行为， 包括其动力学行为和热力学行为
2、。 这里的约束条件是通过固定模型链的一端或两端来实现的， 它们都有其比较粗略的对应的生物学背景， 其中一端固定的模型是用来模拟粘在核糖体上的新生肚链和两结构域蛋白体系中的一个结构域这两者的折叠， 而两端固定的模型是用来模拟多结构域蛋白体系的中间部分的每个结构域的折叠。 通过将模拟所得到的结果与自由链情形相比较， 可以看出模型链的端点被固定了以后， 其折叠行为与自由 链情形下的行为不是完全一致的。 对链的末端所加的这两种约束都会影响模型链的折叠动力学行为， 即折叠速度， 但对热力学行为不是都有影响的。 一端固定情形下的热力学行为几乎完全与自由 链情形的一样， 然而两端固定的热力学行为表现出了明显
3、的差别。 可以利用遍历性的差异来解释模拟结果， 也就是说， 一端固定时链的构象空间几乎完全和自由 链的构象空间一样大， 然而两端固定时链的构象空间相对于自由链情形是被极大地减小了。 最后有必要指出 这里所用的格点 模型是一种比 较简化的模型，因此最后所得到的结果也许是比较粗糙的; 可以设想， 利用更真实更复杂的模型应该能够得到更为有趣更为合理的结果，这是今后要努力的一个方向。THES I S :S t u d y o n t h e F o l d i n g o f L a tt i c e P r o t e i n Mo d e l C h a i n sWi t h F i x e d
4、 E n d sS P E C I AL I Z A T I O N:B i o p h y si csP OS T GRADUAT E:J i G a o f e n gMENT OR:Wa n g We i P r o f e s s o rAb s t r a c tP r o t e i n i s o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t f u n d a m e n t a l s u b s t a n c e s o f l i f e . I t i s n o t o n l y t h e e s s e n t i a l c
5、 o m p o n e n t o f l i f e s t r u c t u r e , b u t a l s o f u l f i l l s m a n y v i t a l f u n c t i o n s i n l i f e . T h e s o - c a l l e d p r o t e i n - f o l d i n g p r o b l e m i s h o w a p r o t e i n f i n d s i t s n a t i v e c o n f o r m a t i o n f r o m i t s o w n p r i
6、 m a r y s t r u c t u r e , w h i c h c a n a l s o b e c a l l e d t h e “ s e c o n d - c o d e “ o f C e n t r a l D o g m a o f Mo l e c u l a r B i o l o g y . T h e r e s e a r c h o n p r o t e i n f o l d i n g i s o f gre a t i m p o r t a n c e f o r b o t h t h e b a s i c s c i e n t i
7、fi c r e s e a r c h a n d t h e l i f e o f h u ma n .T h e l a tt i c e m o d e l i s a w i d e l y u s e d m o d e l i n t h e t h e o r e t i c a l s t u d y o f p r o t e i n f o l d i n g . U s i n g t h e Mo n t e C a r l o s i m u l a t i o n m e t h o d a n d t h e c o r r e s p o n d i n g
8、 h i s t o gr a m t e c h n i q u e , w e h a v e s t u d i e d t h e g e o m e t r i c a l l y c o n s t r a i n e d l a tt i c e p r o t e i n m o d e l c h a i n s , i n c l u d i n g t h e f o l d i n g d y n a m i c s a n d t h e r m o d y n a m i c s . H e r e t h e c o n s t r a i n t s a r e
9、 r e a l i z e d b y f i x i n g o n e o r b o t h t e r m i n a l s o f t h e c h a i n s , a n d t h e y h a v e t h e i r r o u g h l y r e l e v a n t b i o l o g i c a l i n t e r e s t s . T h e n a s c e n t p o l y p e p t i d e c h a i n s t i c k i n g o n t h e r i b o s o m e a n d e a c
10、 h d o m a i n o f a t w o - d o m a i n p r o t e i n s y s t e m c a n b e m o d e l e d a s a o n e - e n d - f ix e d c h a i n , a n d e v e r y d o m a i n i n t h e m i d d l e p a rt o f a m u l t i - d o m a i n p r o t e i n s y s t e m c o u l d b e m o d e l e d a s a t w o - e n d - f i
11、 x e d c h a i n . C o m p a r in g t h e s i m u l a t i o n r e s u l t s w i t h t h a t o f t h e f r e e - e n d c h a i n s , w e f i n d t h a t t h e f o l d i n g b e h a v i o r s o f t h e e n d - c o n s t r a i n e d c h a i n s a r e n o t c o m p l e t e l y s i m i l a r t o t h a t
12、o f t h e fr e e - e n d c h a i n s . B o t h k i n d s o f c o n s t r a i n t s o n t h e c h a i n e n d s a ff e c t t h e f o l d i n g d y n a m i c s o f t h e c h a i n s , i . e . , t h e f o l d i n g r a t e , b u t n o t t h e t h e r m o d y n a m i c s . T h e t h e r m o d y n a m i
13、c b e h a v i o r o f t h e o n e - e n d - f i x e d c h a i n s s h o w s l e s s d i ff e r e n c e fr o m t h a t o f t h e f r e e - e n d c h a i n s , w h i l e t h e t h e r m o d y n a m i c b e h a v i o r o f t h e t w o - e n d - f i x e d c h a i n s h a s o b v i o u s d i ff e r e n c
14、 e fr o m t h a t o f t h e fr e e - e n d c h a i n s . T h e o r i g i n o f t h e s e d i ff e r e n c e s c o m e s fr o m t h e d i ff e r e n c e s o f t h e e r g o d i c i t y o f t h e c h a i n s i n t h e c o n f o r m a t i o n a l s p a c e . I t i s n e c e s s a ry t o n o t e t h a t
15、 t h e l a tt i c e m o d e l u s e d h e r e i s o n l y a s i m p l i f i e d m o d e l , a n d t h e r e s u l t s m i g h t b e r o u g h . S o i t i s s u p p o s e d t h a t u s i n g a m o r e r e a l i s t i c m o d e l m a y g i v e u s m o r e i n t e r e s t i n g r e s u l t s a n d t h
16、i s w o r k w o u l d b e c o n t i n u e d .第一章 前言怪 1 . 1蛋白质的基础知识 怪 1 . 1 . 1蛋白 质蛋白 质的英文名为p r o t e i n ， 它是J o n s J . B e r z e l i u s 根据希腊字p r o t e i o s( 第一重要) 在1 8 3 8 年首先提出的。 虽然蛋白 质使用这个特定的名字的历史不是很长，但实际上人类对蛋白质的认识是经过了长久历史的。从知道利用米、麦、大豆和肉、蛋做食物起，人类就与蛋白 质有了接触，到知道利用大豆做豆腐时，认识就更进了一步。分析化学和有机化学的发展，使得人们对蛋白质的认识从感性认识进入了理性认识。通过生产斗争和科学试验，人们己累积了关于蛋白质的许多宝贵知识。虽然如此，迄今人们对蛋白质的认识仍是比较片段和不彻底的。也许还需要若干年代的努力，对蛋白质的认识才能有比较深刻和完整的了解 1 a蛋白质是生命现象最基本的物质基础之一。它是有机体的主要结构成分 1 - 5 。 在高等动物里， 胶原纤维是主要的细胞结构蛋白质， 参与结缔组织和骨骼作为
