計算機模擬整合X射線小角散射實驗數據研究蛋白質的溶液構象.pdf

1、解析包含柔性無序區(qū)域的生物大分子的結構信息在結構生物學中一直是一個極具挑戰(zhàn)性的問題。通常多結構域蛋白結構域間的柔性對其行使生物學功能至關重要。對溶液中的柔性的多結構域蛋白，由于其處于包含多種不同結構域取向的構象平衡之中，因此用一個結構系綜來描述它是比較恰當的。而用單一的高分辨率的實驗技術，如X射線晶體衍射或核磁共振技術，對多結構域蛋白的系綜進行解析通常要比對單個結構域的解析要困難得多。X射線小角散射是一種高效的技術，它能得到柔性蛋白或大

2、分子復合物的大小和形狀等信息。
　　最近，“整合結構生物學”(integrative structural biology)的概念被提出。它可以結合互補的高分辨率、低分辨率結構數據并以易整合的計算方法作橋梁，以得到蛋白的結構并描述其柔性。而計算機模擬技術，如全原子模擬、剛體建模、粗?；M等是研究生物大分子非常有效的方法，其在整合不同分辨率的結構數據中扮演著越來越重要的角色。
　　在本工作中，我們嘗試用整合高分辨率的核磁共振

3、解析的原子結構和低分辨率的X射線小角散射數據、原子水平的分子動力學模擬，以得到多結構域蛋白在溶液狀態(tài)下的結構系綜。我們研究了FBP21中由柔性linker連接的兩個串聯WW結構域，對該蛋白進行了微秒級別的分子動力學模擬以對其進行充分的采樣，隨后從軌跡中選出其中的代表構象，以更好地與實驗的小角數據相吻合。根據這些結構系綜，蛋白的兩個結構域既能以緊湊的構象存在，也可以有伸展的構象。我們進一步分析了該現象的分子機理。
　　我們還用整合低