同源固有無序蛋白全無序和半無序區(qū)結(jié)構(gòu)特征的計(jì)算機(jī)模擬研究.pdf

1、固有無序蛋白質(zhì)在生理?xiàng)l件下沒有穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，可以在多個(gè)不穩(wěn)定構(gòu)象之間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變。固有無序蛋白質(zhì)的這種結(jié)構(gòu)特征，依賴于序列特征，也影響其功能特征。固有無序蛋白質(zhì)的能量勢圖，不同于有序蛋白質(zhì)的漏斗模型，呈現(xiàn)鋸齒狀，而且具有多個(gè)勢能值接近的能量極小值點(diǎn)。固有無序蛋白質(zhì)在這些能量極小值之間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。固有無序蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)柔性及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的靈活性，對(duì)其功能的實(shí)現(xiàn)起到有利作用，這些作用不同于有序蛋白質(zhì)。固有無序蛋白質(zhì)的序列、結(jié)構(gòu)、功能特征信息不同于有序蛋

2、白，有待于進(jìn)一步挖掘。
　　鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的快慢和方向的調(diào)節(jié)都依賴于鞭毛結(jié)構(gòu)的調(diào)整。FlgM蛋白是鞭毛形成的負(fù)調(diào)節(jié)蛋白，能夠控制鞭毛的生長和長度，是鞭毛運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵蛋白。同源FlgM蛋白是一類典型的固有無序蛋白質(zhì)，具有不同的無序程度，包括全無序態(tài)和半無序態(tài)。研究同源FlgM蛋白能夠幫助挖掘更多的無序和有序特征，為固有無序蛋白質(zhì)的預(yù)測提供特征參數(shù)。超嗜熱菌FlgM蛋白和鼠傷寒沙門氏菌FlgM蛋白是兩種典型的FlgM蛋白

3、，研究最多，本文以這兩種FlgM蛋白作為研究對(duì)象。超嗜熱菌FlgM蛋白的N端屬于半無序區(qū)，C端屬于結(jié)構(gòu)化區(qū)域，結(jié)合后C端形成有序結(jié)構(gòu)，N端也形成有序螺旋結(jié)構(gòu)。鼠傷寒沙門氏菌FlgM蛋白的N端屬于全無序區(qū)，C端屬于結(jié)構(gòu)化區(qū)域，結(jié)合后C端形成有序螺旋結(jié)構(gòu)，而N端仍保持無序。這兩種FlgM蛋白的無序性質(zhì)是我們選作研究對(duì)象的主要原因。
　　分子動(dòng)力學(xué)模擬是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的重要手段。固有無序蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)柔性轉(zhuǎn)換過程研究是探索固有無序蛋白

4、質(zhì)結(jié)構(gòu)功能性質(zhì)的重要方面。對(duì)于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的固有無序蛋白質(zhì)，實(shí)驗(yàn)手段的限制導(dǎo)致很難得到具體鮮明的結(jié)構(gòu)特征。相較于實(shí)驗(yàn)方法，分子動(dòng)力學(xué)模擬可以得到蛋白質(zhì)的具體構(gòu)象系綜，運(yùn)用多種分析工具可以得到體系的有關(guān)結(jié)構(gòu)和能量信息。本論文以分子動(dòng)力學(xué)模擬作為研究方法，研究溫度對(duì)超嗜熱菌FlgM蛋白和鼠傷寒沙門氏菌FlgM蛋白的影響及不同無序程度結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征。
　　本論文第一部分介紹了固有無序蛋白質(zhì)、鞭毛和FlgM蛋白、溫度與同源FlgM蛋白以及兩