不同類型氨基酸網(wǎng)絡(luò)參量及其與蛋白質(zhì)折疊的關(guān)系研究.pdf

1、蛋白質(zhì)是生命系統(tǒng)中重要的生物大分子，它在生物體的繁衍、新陳代謝、生長發(fā)育等一切生命活動中發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成機制具有重要的理論和現(xiàn)實意義。自由能曲面理論為蛋白質(zhì)折疊機理的研究提供了很好的理論框架，被廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)折疊熱力學(xué)和動力學(xué)機制的研究。然而，能量函數(shù)和能量曲面的構(gòu)建又存在一些困難。大量的實驗和理論研究表明，蛋白質(zhì)的折疊速率和機制在很大程度上是由天然態(tài)的拓撲結(jié)構(gòu)所決定的，而不是完全取決于原子之間的精細的相互

2、作用。因而，探究蛋白質(zhì)拓撲結(jié)構(gòu)和折疊機制之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過蛋白質(zhì)拓撲特征的分析獲取折疊動力學(xué)信息，是一個很有意義的研究內(nèi)容。
　　 在本論文中，基于殘基物理化學(xué)性質(zhì)的差異性，分別構(gòu)建了蛋白質(zhì)氨基酸網(wǎng)、疏水網(wǎng)、親水網(wǎng)、親水-疏水網(wǎng)，進而計算了各網(wǎng)絡(luò)的匹配系數(shù)和聚集系數(shù)，計算表明除了親水-疏水網(wǎng)，其它類型的氨基酸網(wǎng)絡(luò)的匹配系數(shù)均為正值。通過考察這兩個參量與折疊速率之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)疏水網(wǎng)的匹配系數(shù)與折疊速率之間有著非常明顯的線性正相

3、關(guān)關(guān)系。這說明了疏水殘基之間相互作用的協(xié)同性對于蛋白質(zhì)的快速折疊是有利的，可以促使蛋白質(zhì)在非常短的時間內(nèi)折疊成特定的三維空間結(jié)構(gòu)。同時，親水網(wǎng)的聚集系數(shù)與折疊速率有明顯的線性負相關(guān)關(guān)系，表明疏水殘基間三角結(jié)構(gòu)的形成不利于蛋白質(zhì)快速折疊。另外，我們還構(gòu)建了相應(yīng)的長程網(wǎng)絡(luò)以觀察各網(wǎng)絡(luò)中長程殘基間的相互作用對蛋白質(zhì)折疊過程的影響，發(fā)現(xiàn)長程網(wǎng)絡(luò)的平均聚集系數(shù)與折疊速率呈現(xiàn)出明顯的負相關(guān)關(guān)系，說明序列上長距離殘基之間接觸的形成不利于快速折疊。