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人碳酸酐酶单点突变Gln92Pro对酶活性、稳定性和折叠路径的影响(英文)

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四川大学学报（自然科学版） 2012年第2期49卷 471-478页

作者：刘畅蒋彦四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室成都610064

本文研究了单点突变Q92P对酶活性,稳定性以及折叠途径的影响.尽管该位点不直接参与底物催化,但92位氨基酸的突变对酶的活性,稳定性以及折叠过程产生了重大的影响.该突变的酶活性有较大程度的降低,通过模拟发现该位点的氢键网被破坏.而... 详细信息

本文研究了单点突变Q92P对酶活性,稳定性以及折叠途径的影响.尽管该位点不直接参与底物催化,但92位氨基酸的突变对酶的活性,稳定性以及折叠过程产生了重大的影响.该突变的酶活性有较大程度的降低,通过模拟发现该位点的氢键网被破坏.而且光谱实验表明该突变导致更多被掩埋的色氨酸暴露于周边环境,但并没有较大的影响到二级结构和疏水面暴露程度.在对抗化学品诱导的去折叠程度上,相比于野生型蛋白,该突变蛋白稳定性较差.通过吉布斯自由能的计算发现该突变位点轻微的降低了中间体的稳定性,但相对更大的影响了天然态的稳定性,天然态至中间体的能量大约为野生型的20%左右.该结果有组于解释在折叠过程中倾向于聚沉的中间体的存在,该中间体的存在影响了正常的折叠路径.该实验表明92位氨基酸对人碳酸酐酶Ⅱ的活性和稳定性很重要.

关键词： HCAⅡ活性基因突变稳定性折叠路径

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DNA折纸自组装方法及折叠路径的探究

DNA折纸自组装方法及折叠路径的探究

作者：王建华宁波大学

学位级别：硕士

DNA已成为工程自组装材料中应用最广泛的分子构建之一,DNA折纸技术极大地提高了DNA纳米结构的复杂性和可扩展性。由于其高度的自定义性、空间寻址性、生物相容性和易于化学修饰等特点,使其在纳米制造、生物检测、信息安全、分子机器、... 详细信息

DNA已成为工程自组装材料中应用最广泛的分子构建之一,DNA折纸技术极大地提高了DNA纳米结构的复杂性和可扩展性。由于其高度的自定义性、空间寻址性、生物相容性和易于化学修饰等特点,使其在纳米制造、生物检测、信息安全、分子机器、药物传递等方面具有广泛的应用。尽管无数分子精确的DNA折纸纳米结构已经展示了各种有趣的应用,但仍然存在很多机遇和挑战。一方面,其成本高、制造时间长、消耗精力多等阻碍了它广泛应用于研究和教育的发展。因此简单、快捷的方法来执行DNA折纸自组装过程对于促进更广泛的使用至关重要。在这里我们报告了一种与传统自组装方法相比更简单便捷的方法来完成DNA折纸的自组装。这种新的自组装方法把传统95℃的变性温度降到了65℃,同时时间缩短到了10 min。具体表现为在65℃水浴箱中加热10 min后在25℃下退火5 s中就有少数DNA折纸完成自组装,10 min时有很多完整的DNA折纸结构出现,30 min后大部分DNA折纸都已经完成了自组装。这种方法所用时间短,成本低且实验仪器广泛,在水浴箱甚至是高中实验室都可以完成。因此这种方法可以促进DNA折纸在研究、教育和商业中的发展与应用。另一方面DNA折纸结构在分子水平上的自组装折叠过程仍难以探索。在本研究中我们利用原子力显微镜在单分子水平上探测了DNA折纸自组装。我们观察到了五种罕见的三角形DNA折纸折叠过程中的瞬时构象,并据此提出DNA折纸在折叠过程中可能存在的两种折叠路径。我们将多种折叠路径的存在归因于接缝效应。我们发现DNA折纸不完整的结构大多与接缝缺陷有关,这表明接缝区域在DNA折纸组装中属于关键区域。我们推断接缝线可能参与了DNA折纸折叠的限速步骤,接缝区域的完成往往标志着整个结构的完成。此外,我们还利用了荧光共振能量转移分析揭示了DNA折纸纳米结构程序化组装的动力学。通过FRET实验我们可以看到退火10 min后Cy5的能量达到了一个平台期,说明此时DNA折纸已经完成了自组装这与之前用原子力显微镜观察到的AFM图相一致,同时也验证了我们这种DNA折纸自组装方法的可行性。最后探究DNA折纸的机械性能,同时利用DNA折纸可编程寻址的特点将Ig G抗体特异性结合到DNA折纸的表面把DNA折纸当作衬底对Ig G抗体的杨氏模量进行测量。我们通过原子力显微镜测得当峰值力在80 p N-100 p N时DNA折纸的杨氏模量比较稳定大概为5 MPa左右,同样Ig G抗体在此峰值力范围内测量的杨氏模量也比较稳定大约为16 MPa左右。

关键词： DNA折纸自组装折叠路径原子力显微镜杨氏模量

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回溯搜索丁型肝炎病毒核酶的折叠路径

萍乡学院学报 2020年第3期37卷 79-84页

作者：邹彦娟张小龙廖昆萍乡学院机械电子工程学院江西萍乡337000

RNA生物功能与其折叠的动力学过程密切相关。文章采用枚举法给出丁型肝炎病毒(Hepatitis Delta Virus,HDV)核酶序列的折叠空间,作为回溯搜索的解空间。结合自由能曲面计算了空间内构象之间的转换速率。采用回溯搜索算法,从天然态开始确... 详细信息

RNA生物功能与其折叠的动力学过程密切相关。文章采用枚举法给出丁型肝炎病毒(Hepatitis Delta Virus,HDV)核酶序列的折叠空间,作为回溯搜索的解空间。结合自由能曲面计算了空间内构象之间的转换速率。采用回溯搜索算法,从天然态开始确定了HDV核酶序列的折叠路径,并利用主方程方法分析了路径上具有直接转换关系的结构之间占据几率随时间的变化。结果显示,HDV天然态的形成过程呈两相性,并且主要有3条折叠路径。另外在折叠过程中存在一个滞留时间较长的中间态假结结构。

关键词：折叠路径回溯搜索主方程方法枚举法丁型肝炎病毒核酶

台湾眼镜蛇心脏毒蛋白分子的三维结构、折叠路径及分子动态的研究

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台湾眼镜蛇心脏毒蛋白分子的三维结构、折叠路径及分子动态的研究

用计算机折叠蛋白质:我们走了多远?(英文)

第十届全国波谱学学术会议

作者：余靖清华大学化学系

＜正＞从台湾眼镜蛇唾液中可分离出五种心脏毒蛋白,它们都由60个胺基酸所组成,含有四个双硫键。我们首先由距离-几何及动态模拟（dynamical-simulated anealing）之方法求得心脏毒

关键词：台湾眼镜蛇心脏毒蛋白分子三维结构折叠路径分子动能

来源： cnki会议评论

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生物物理学报 2011年第3期27卷 187-194页

作者：雷红星段勇中国科学院北京基因组研究所北京100029 UC Davis Genome Center and Department of Applied Science 华中科技大学物理学院武汉430074

蛋白质折叠是现代科学最具挑战性的难题之一。Anfinsen的先驱性工作已经过去数十年了,我们对蛋白质折叠的机理仍不甚了然。但值得庆幸的是,科学工作者们在解析几个模型蛋白质的折叠机理上已经取得了明显的进展。这篇综述将主要回顾在蛋... 详细信息

蛋白质折叠是现代科学最具挑战性的难题之一。Anfinsen的先驱性工作已经过去数十年了,我们对蛋白质折叠的机理仍不甚了然。但值得庆幸的是,科学工作者们在解析几个模型蛋白质的折叠机理上已经取得了明显的进展。这篇综述将主要回顾在蛋白质折叠的计算研究方面的进展。受益于计算机技术的迅猛发展,在1998年首次实现了一个微秒的全原子水平的蛋白质折叠,从2000年开始,folding@home将全球分布式计算技术应用于蛋白质折叠。在经历了数十年艰苦的努力之后,天然蛋白质亚埃精度的折叠终于在2007年成功实现。近年来,一种全新的概念开始出现,人们越来越多地用网络来解释蛋白质折叠的机理。随着分子力场的不断完善,分子模拟将会在解析蛋白质折叠的机理上起到越来越重要的作用。

关键词：蛋白质折叠分子动力学折叠路径折叠地形折叠网络

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蛋白质空间结构的实验技术和理论方法

物理 2007年第4期36卷 272-279页

作者：江凡中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室北京100080

文章主要介绍几种蛋白质空间结构的实验测定方法.在现代生物学研究中,最常用的方法包括X射线晶体学、二维核磁共振(2D-NMR)和低温冷冻电镜.近几年发展起来的单分子技术在生物大分子动态结构的研究中应用越来越多.这些方法都有它们特定... 详细信息

文章主要介绍几种蛋白质空间结构的实验测定方法.在现代生物学研究中,最常用的方法包括X射线晶体学、二维核磁共振(2D-NMR)和低温冷冻电镜.近几年发展起来的单分子技术在生物大分子动态结构的研究中应用越来越多.这些方法都有它们特定的时间和空间分辨率,所测定的结构及其动力学受环境热运动涨落的影响也非常不同,文章对这些问题作了较详细的分析.在蛋白质结构的理论方法方面,介绍了一个新的折叠理论及其与现有折叠模型的关系.讨论了模拟计算在研究蛋白质构象变化和动力学方面的应用,同时强调了分子动力学和蒙特卡罗方法.指出粗粒化模型是研究的热点之一,对生物学中经常遇到的多长度多时间尺度问题提供了一个可行的解决方案.

关键词：蛋白质 X射线晶体学构象模拟折叠路径中间态瞬态

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发卡Trpzip2折叠的网络分析

生物物理学报 2009年第S1期25卷 335-336页

作者：江学为肖奕华中科技大学物理学院生物分子物理与模拟组湖北武汉430074

网络方法是研究多肽链和蛋白质折叠等高维自由能曲面的一种有效方法。这种方法不需要将高维自由能曲面投影到二维平面。

关键词：折叠网络方法 MCL算法局域态折叠路径

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蛋白质折叠的简化模型

蛋白质折叠的简化模型

作者：张鸣华中科技大学

学位级别：硕士

研究蛋白质的折叠是生命科学领域的前沿课题之一。蛋白质是一种生物大分子,是由20种氨基酸以肽键连接成肽链,在空间卷曲折叠成为特定的三维空间结构。因为蛋白质只有在特定的三维空间结构下才能发挥其各种与生命活动息息相关的生物功能... 详细信息

研究蛋白质的折叠是生命科学领域的前沿课题之一。蛋白质是一种生物大分子,是由20种氨基酸以肽键连接成肽链,在空间卷曲折叠成为特定的三维空间结构。因为蛋白质只有在特定的三维空间结构下才能发挥其各种与生命活动息息相关的生物功能,因此了解蛋白质的三维结构并进一步了解如何形成特定的三级结构成为了研究热点,也就是所谓的蛋白质折叠问题。自从1956年著名的Anfinsen的牛胰核糖核酸酶的复性实验以来,人们普遍认为:蛋白质的三级结构唯一的由其氨基酸序列(一级结构)决定。然而从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能,是一项极富挑战性的工作。由于测量结构的实验方法的限制,提供蛋白质三维结构的速度还远小于蛋白质序列信息的增长速度,于是通过计算机模拟在理论上研究蛋白质的折叠问题成为一种重要的研究手段。在通过计算机模拟对蛋白质的折叠问题进行研究时出现的一个主要的矛盾是蛋白质的庞大的构象空间与有限的计算能力之间的矛盾。为了在两者之间取得平衡,人们提出了各种简化模型,我们的工作就是采用合适的简化模型,并对其进行改进,使之能够揭示出蛋白质折叠中更多的特性和规律,具体分为两个部分: (1)对Ramachandran模型——一种可以成功的用于三螺旋蛋白质折叠的简化模型——进行改进。原Ramachandran模型所针对的序列是在理论研究中所提出的一条特定的人造序列,而改进的目标是使之适用于天然的蛋白质序列。 (2)利用改进后的模型对蛋白质折叠过程进行研究,探索折叠过程中的热力学和动力学性质、蛋白质折叠路径及蛋白质序列和结构的对称性等方面。最后的计算结果表明了简化模型在用于蛋白质折叠模拟时的适用性以及进一步研究蛋白质折叠问题的可能性。

关键词：蛋白质折叠简化模型螺旋热容折叠路径

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蛋白质折叠密码和折叠动力学

物理教学 2008年第1期30卷 2-6页

作者：江凡中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室

本文简述蛋白质折叠的成核假设，论述折叠密码存在的几个证据以及蛋白质折叠过程的物理拳质和动力学特性。简要介绍几种蛋白质动力学的模拟方法。

关键词：蛋白质折叠密码折叠路径复杂体系软物质