病毒樣顆粒中衣殼粒分子能學的分子動力學解析.pdf

1、病毒樣顆粒(virus-like particle,VLP)是由病毒衣殼結構蛋白質(zhì)自組裝而形成的空心納米顆粒,在疫苗、基因治療、藥物載體和材料科學等方面具有廣闊的應用前景。然而病毒樣顆粒自組裝效率不高且結構調(diào)控難度大,限制其設計、生產(chǎn)和應用。因此,本文通過全原子模型的分子動力學模擬結合分子力學-泊松-玻爾茲曼方程-表面積計算(molecular mechanics-Poisson-Boltzmann surface area，MM-PB

2、SA)自由能分解,展示鼠多瘤病毒樣顆粒自組裝的初始階段,考察此過程的能量變化,尤其關注衣殼粒的結合自由能以研究衣殼粒內(nèi) VP1結合的調(diào)控因素,從而為自組裝過程的控制和優(yōu)化提供理論基礎。
　　本文首先根據(jù)自組裝實驗條件構建鼠多瘤病毒衣殼粒以及模擬體系的全原子模型,考慮純水、穩(wěn)定溶液、組裝溶液、聚集溶液等四種溶液條件。然后,利用分子動力學模擬和MM-PBSA自由能分解方法計算不同溶液條件下的總結合自由能,考察離子強度、二硫鍵以及抗原片

3、段插入對衣殼粒穩(wěn)定性的影響。最后,解析VP1結合的熱點殘基,闡釋衣殼粒內(nèi)VP1之間相互結合的分子機理。
　　模擬結果表明,低離子強度和衣殼粒內(nèi)二硫鍵對衣殼粒的穩(wěn)定性起促進作用,而抗原片段插入則不利于衣殼粒的穩(wěn)定。MM-PBSA自由能分解的結果表明,疏水相互作用對衣殼粒 VP1之間的結合有利,而靜電作用對其結合不利。確定不同溶液條件下衣殼粒單體VP1之間結合的關鍵殘基,包括S132、L136、D137、H139、E138、D180、