輔助因子調控的蛋白質摺疊、聚集與功能運動

《輔助因子調控的蛋白質摺疊、聚集與功能運動》是依託南京大學，由王煒擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：輔助因子調控的蛋白質摺疊、聚集與功能運動
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：王煒
• 依託單位：南京大學

項目摘要

生物體內，大部分蛋白質需要輔助因子的參與才能正確行使其特定的生物學功能。然而，相對於其生物學重要性，人們對輔助因子調控的蛋白質結構與動力學卻了解甚少。在本項目中，我們將藉助量子化學方法建立描述輔助因子(包括金屬離子、二硫鍵異構酶)與蛋白質相互作用的理論模型。同時，將該模型整合到經典的分子動力學，並利用凝聚態統計物理學最新發展的高效率構象採樣技術，進行大規模並行計算，用物理的方法來研究輔助因子調控的蛋白質摺疊、聚集及功能運動。從原子層次探索輔助因子調控蛋白質結構與動力學的分子機制，為人們理解蛋白質行使功能的結構與動力學基礎以及認識相關疾病的致病機理提供啟示。同時，我們將致力於發展和最佳化相關的蛋白質動力學理論模型和構象採樣技術，拓展理論物理方法在蛋白質結構與動力學研究領域的套用範圍。

結題摘要

根據研究計畫，在本項目執行中，我們運用凝聚態與統計物理和非線性動力學等學科的概念和方法，並結合生物物理實驗手段，圍繞擁擠環境、分子電荷性質、金屬離子輔助因子誘導蛋白質構象運動、含硫鍵蛋白質的摺疊、以及蛋白質-蛋白質相互作用介導的與功能相關的動力學等問題，開展了多方面的深入研究。同時針對其他複雜相互作用，發展了計算方法和分析手段，如期完成了項目構想的任務，實現了預期目標，並在原研究計畫基礎上做了重要拓展。特別是關於蛋白質在擁擠環境中的動力學研究、複雜拓撲結構的蛋白質摺疊、具有特殊結構（如：贗節、G-quadruplex等）的RNA/DNA摺疊與結構預測、脅迫條件下p53介導的細胞命運抉擇動力學等方面取得了突破性進展。本項目共發表SCI論文31篇，包括PNAS (4篇)，JACS (1篇)，Chem. Comm.(2篇)，Scientific Report (1篇)，Phys. Rev.E (7篇)，Biophy. J. (2篇)，PLOS One (1篇)，Proteins (2篇)，J. Phys. Chem. B (1篇)，以及本領域其他重要刊物發表的論文。本研究課題成果是我們2010年度教育部自然科學一等獎項目中的重要部分之一，並申請專利3項，授權一項。這些研究成果是蛋白質摺疊、聚集及功能運動在對複雜環境下的擴展和延伸，具有生物學意義，可為理解真實細胞環境下蛋白質的動力學、一些典型疾病的致病機理和藥物設計提供基礎理論參考。