蛋白質環境效應的介觀非馬爾可夫統計模型研究

《蛋白質環境效應的介觀非馬爾可夫統計模型研究》是依託四川大學，由趙南蓉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：蛋白質環境效應的介觀非馬爾可夫統計模型研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：趙南蓉
• 依託單位：四川大學

項目摘要

研究蛋白質環境的非馬爾可夫動力學效應，對深入理解分子結構與功能的關係、聚合物對外界擾動的回響等有重要意義。本項目將建立同時包含單體近鄰和空間長程相互作用的聚合物鏈模型，並納入蛋白質溶液環境非馬爾可夫記憶效應的蛋白質構型漲落的介觀統計理論。主要內容包括：（1）建立基於半彈性高斯鏈-Zimm鏈模型的構型統計：結合鏈動力學及流體力學平均場理論，採用多單體郎之萬方程，定量分析構型變化的異常擴散行為及各類鏈結構參數的影響。（2）建立與電荷轉移原子密度填充模型相協調的構型漲落理論：分別採用半彈性高斯鏈和Zimm鏈推求通過鍵和通過空間衰減路徑的記憶核心，結合二維廣義郎之萬方程，分析沿兩類不同路徑的擴散行為及其耦合。（3）採用分子流體模耦合理論，計算蛋白質溶液環境非馬爾可夫記憶效應對構型變化的影響。以上理論將用於解釋螢光團與淬火基團間因距離變化引起的電荷轉移螢光壽命和螢光共振能量轉移效率的漲落等實驗結果。

結題摘要

摘要：研究蛋白質環境的非馬爾可夫動力學效應，對深入理解分子結構與功能的關係、聚合物對外界擾動的回響等有重要意義。本項目系統研究了蛋白質環境的非馬爾科夫記憶效應，及其相關的生物體系中的許多重要動力學過程的無序特徵。進一步與單分子螢光關譜、單分子拉伸力動力學實驗、納米粒子隨機運動光譜跟蹤實驗以及DNA穿孔實驗等相結合，定量揭示了複雜生物大分子構型漲落亞擴散及相關動力學過程動力學無序之間的內在關在線上制。項目研究取得了一系列重要成果。主要包括（1）基於Rouse鏈及模耦合理論揭示大分子構型漲落亞擴散的微觀機制；（2）高分子溶液中納米粒子非正常擴散動力學研究；（3）蛋白質解摺疊過程的動力學無序理論的建立；（4）基於瓶頸漲落模型的DNA穿孔動力學計算。