滲透劑穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究.pdf

1、只有正確折疊的蛋白質(zhì)分子才能具有生物活性；因此在蛋白質(zhì)工程和臨床醫(yī)學(xué)中，必須保證目標(biāo)蛋白質(zhì)處于合適的構(gòu)象。滲透劑對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有著獨(dú)特的穩(wěn)定作用，因此被廣泛應(yīng)用于人工穩(wěn)定和復(fù)性蛋白質(zhì)技術(shù)中，其穩(wěn)定機(jī)理也成為了生物技術(shù)領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)。之前有研究發(fā)現(xiàn)滲透劑對(duì)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定能力與它的分子表面的極性基團(tuán)表面積比例呈反比關(guān)系，但忽略了分子體積所代表的空間位阻效應(yīng)的影響，因此存在一定誤差。我們推測(cè)分子體積也是影響滲透劑穩(wěn)定作用的因素，對(duì)之前的理論進(jìn)行

2、了修正和發(fā)展，對(duì)于優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)條件、理性設(shè)計(jì)新型添加劑和配基，具有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本研究利用了計(jì)算機(jī)模擬的優(yōu)勢(shì)，以CI2為模型蛋白，通過分子動(dòng)力學(xué)模擬考察8種典型滲透劑對(duì)CI2的熱穩(wěn)定性的影響；研究核心是根據(jù)模擬數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)雙參數(shù)擬合模型同時(shí)分析分子體積和極性基團(tuán)表面積比例與滲透劑穩(wěn)定能力的關(guān)系，加深了滲透劑穩(wěn)定能力的影響因素的理性認(rèn)識(shí)。之后將模型結(jié)果與具體的模擬數(shù)據(jù)分析手段結(jié)合，進(jìn)一步的分析了多元醇類滲透劑與蛋白

3、質(zhì)作用的分子機(jī)理，闡述了造成多元醇類滲透劑獨(dú)特性質(zhì)的原因。
　　 研究首先發(fā)現(xiàn)滲透劑對(duì)CI2有著不同程度的穩(wěn)定能力；之后定義并計(jì)算了能夠綜合描述CI2結(jié)構(gòu)特性的一維參數(shù)，從量化的角度定義了相應(yīng)滲透劑對(duì)CI2的穩(wěn)定能力。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)聯(lián)，認(rèn)為模擬結(jié)果是比較可信的。
　　 經(jīng)過數(shù)學(xué)模型分析，發(fā)現(xiàn)分子體積的引入大大提高了模型精度，證明滲透劑的體積大小對(duì)其穩(wěn)定能力有著重要的影響；由于分子體積與空間位阻效應(yīng)直接相關(guān)，因此當(dāng)極性

4、基團(tuán)表面積比例一定時(shí)，滲透劑的穩(wěn)定能力隨著分子體積的增大而增強(qiáng)；當(dāng)分子體積一定時(shí)，滲透劑的穩(wěn)定能力首先隨著極性基團(tuán)表面積比例的增加而下降，當(dāng)這個(gè)比例超過某個(gè)閥值時(shí)，其穩(wěn)定能力反而開始上升。
　　 分析過程中發(fā)現(xiàn)多元醇類滲透劑與其他滲透劑的差異較大，因此單獨(dú)對(duì)幾種多元醇類滲透劑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)定能力與分子體積直接相關(guān)；而由于它們的極性基團(tuán)表面積比例普遍較高，并且彼此差異不大，因此這個(gè)比例的影響很小，并且與相應(yīng)的穩(wěn)定能力存在正相關(guān)