蛋白質傳輸過程中構象及其動力學性質的研究

《蛋白質傳輸過程中構象及其動力學性質的研究》是依託浙江工商大學，由孫婷婷擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：蛋白質傳輸過程中構象及其動力學性質的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫婷婷
• 依託單位：浙江工商大學

項目摘要

蛋白質在生物膜中的傳輸是蛋白質進入各種細胞器官的重要過程，因此對蛋白質傳輸過程的構象及動力學性質進行研究具有重要意義。本項目擬採用動態蒙特卡洛（DMC）模擬及分子動力學（MD）模擬研究傳輸時間與鏈長的標度關係，通道形狀及尺寸，體系溫度，外加電場等對傳輸時間的影響。採用DMC方法研究蛋白質構象在傳輸過程中的變化規律。考慮到蛋白質所處的擁擠環境，建立物理模型，研究在擁擠環境下的傳輸過程。最後討論多鏈體系傳輸過程中的動力學性質。通過這些研究，能對蛋白質傳輸過程中的構象及動力學行為等方面有較深入的了解，從而加深對生物體本身的認識。

結題摘要

蛋白質在生物膜中的傳輸是蛋白質進入各種細胞器官的重要過程。本項目利用動態蒙特卡洛（DMC）模擬以及分子動力學（MD）模擬研究了蛋白質在管道中傳輸的構象變化及動力學行為。首先採用DMC模擬對不同類型管道中蛋白質分子的傳輸過程進行了研究。結果發現管道內的單體數在傳輸過程中具有峰值。另外發現弱排斥作用的管道中鏈的傳輸時間相對較短。計算還發現傳輸時間的分布呈對數常態分配。另一方面，採用PERM方法研究了鏈在穿越管道時尺寸和能量的變化。結果發現從形狀因子以及能量變化可以區分管道類型。特別對能量的研究發現，蛋白質在吸附管道或者排斥管道中傳輸，其能量曲線並沒有呈現出在中性管道中的能量勢壘。蛋白質分子重要的二級結構之一是螺旋結構，因此本項目還採用DMC方法對於不同程度螺旋的類蛋白質分子穿越管道進行了研究。發現傳輸時間在螺旋能較強時，隨著螺旋能的增強而增大。螺旋能為0的傳輸成功率相對較大，當螺旋能為0.5，成功率迅速減小，接著隨著螺旋能的增強，傳輸成功率增大。另外考慮到蛋白質所處的擁擠環境，用MD方法研究了蛋白質在擁擠環境下的傳輸過程。隨著擁擠密度的增大，傳輸時間呈指數增長。當電場增強，鏈傳輸通過無擁擠管道的成功率減小，相反擁擠管道中的鏈傳輸成功率反而增加。最後得到了傳輸時間與電場的標度行為。並且標度因子隨著擁擠密度的增加而增大。這些研究結果對於了解蛋白質傳輸過程中的構象和動力學行為具有一定的意義，從而加深對生物體本身的認識。