生物大分子變構性質及機理探討的理論研究

《生物大分子變構性質及機理探討的理論研究》是依託北京師範大學，由陳光巨擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：生物大分子變構性質及機理探討的理論研究
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：陳光巨
• 項目類別：面上項目

項目摘要

生物大分子（如：蛋白質和DNA）特定的構象顯示出特定的功能，天然構象一旦發生變化，必然會影響到它們的生物活性。因此研究生物大分子構象的改變在人類疾病的研究中有著極為重要的價值。由於蛋白和DNA 結構的複雜性和多樣性，使得對於它們變構的研究在實驗上受到了一定的限制。本項目在申請者初步研究的基礎上，採用分子動力學模擬方法和量子化學的理論計算，探究蛋白分子獨立變構和輔助變構的內在區別與性質，並進而研究分子動力學模擬對於構型變化計算的最佳方法及條件，為分子目標動力學的計算研究提供基礎數據。該課題也將從理論上對功能蛋白和DNA的變構研究提供有價值的參考信息，從而有效地推動功能蛋白和DNA構型與功能關係的研究的發展。

結題摘要

生物大分子（如：蛋白質和DNA）的特定構象可顯示出特定的生物功能。研究生物大分子構象的改變在人類疾病的研究中有著極為重要的價值。由於蛋白和DNA 結構的複雜性和多樣性，使得對於它們變構的研究在實驗上受到了一定的限制。本課題採用分子動力學模擬、結合自由能計算及量子化學的理論計算等方法，完成了對一些蛋白分子和一些功能小分子金屬周圍amber立場參數的構建與評估。並進一步採用分子動力學的模擬方法研究了天然DNA識別蛋白鋅指蛋白（TTK）對DNA分子的識別作用，比較了DNA人工識別劑與天然識別劑對DNA識別調控作用的差異與共性。研究了具有滲透細胞功能的小分子寡聚醯胺通過破壞轉錄因子蛋白與DNA的結合而阻止異常基因表達。研究了協調蛋白Smad4通過綁定媒介的作用將DNA結合到活化的R-Smad蛋白上，以起到協同招募作用，對生長因子β信號傳導路徑的基因表達進行調控。研究了HipA蛋白的滯留機理和從HipB2或HipA蛋白為起始物質到2HipA+HipB2+DNA複合物的結合順序，以及HipB2結合DNA誘導了一個從HipB2-DNA界面到HipA-HipB2界面長程的變構交流。這些研究結果闡明了這些變構過程的相互作用機制和主要影響因素，為蛋白分子和DNA分子的功能及構效關係提供了有價值的理論依據。另外，通過選擇AceK這一獨特的多功能酶體系，運用量子化學理論方法，研究了酶功能調節和反應機制，為進一步深化理解生物內的分子調節和催化反應機制提供了重要的分子細節。