蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)計算機模擬和化學(xué)位移分析的新方法.pdf

1、分子動力學(xué)模擬是一個重要的在原子水平上研究分子體系的理論工具。分子力場,采樣方法以及計算機硬件的發(fā)展使得現(xiàn)在可以模擬更大的分子體系,獲得更精確結(jié)果。但是分子動力學(xué)還存在著兩個有待解決的問題:采樣效率和分子力場的精度。 由于傳統(tǒng)分子動力學(xué)模擬的采樣效率很低,發(fā)展了很多算法來增強分子動力學(xué)模擬的采樣效率。對分子的構(gòu)像自由能的計算,也需要對構(gòu)像空間高效的采樣。但是使用以前的方法通常并不能得到收斂得很好的自由能曲面。
　　在第二章中,在自

2、適應(yīng)傘形采樣方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合多拷貝技術(shù)和一個對傘形勢的限制性更新的計劃,發(fā)展了一種新的增強采樣的方法。在丙氨酸十肽的體系上,使用這種方法得到了收斂很好的自由能曲面,并計算了α螺旋和β折疊兩種構(gòu)像的相對自由能。
　　第三章中,我們提出了一種新的哈密頓副本交換方法,根據(jù)丙氨酸二肽在特定力場下的主鏈二面角的自由能曲面構(gòu)建了一組傘形勢來補償主鏈二面角構(gòu)像轉(zhuǎn)變的能壘。我們還推導(dǎo)了廣義的加權(quán)直方圖分析方程用來以計算體系的自由能曲面。該方法能

3、夠得到精度很高的丙氨酸三肽和四肽的主鏈二面角的自由能曲面,對一個螺旋結(jié)構(gòu)的17肽的采樣也獲得了比傳統(tǒng)分子動力學(xué)好得多的構(gòu)象間的平衡。 對蛋白質(zhì)模擬而言,分子動力學(xué)模擬的質(zhì)量極大的依賴于分子力場的精確性。由于目前常用的分子力場采用了一種過于簡單的函數(shù)形式來描述蛋白質(zhì)的主鏈二面角,并且在參數(shù)化過程中不恰當?shù)氖褂昧苏婵障碌牧炕嬎憬Y(jié)果作為目標數(shù)據(jù),導(dǎo)致力場對蛋白質(zhì)的主鏈二面角的描述有失準確。
　　在第四章中,嘗試通過增加主鏈二面角的交叉