蛋白質(zhì)系統(tǒng)突變分析及系綜優(yōu)化算法的計算機實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著后基因組時代的到來,蛋白質(zhì)組學以及功能蛋白質(zhì)相關(guān)研究的興起,蛋白質(zhì)作為重要的生物大分子,其結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的研究越來越引起人們的重視。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的闡明,將有助于理解蛋白質(zhì)行使其特有生物功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),以及蛋白質(zhì)與其他分子相互作用的機理,其中包括對蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用機理的認識和理解。 對蛋白質(zhì)進行基于結(jié)構(gòu)信息的研究,包括一級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu),將有助于預測分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,以及蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的改變對蛋

2、白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)及其功能的影響。對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的認識過程始于蛋白質(zhì)中重要功能殘基及蛋白質(zhì)與其他分子相互作用的確定。在蛋白質(zhì)功能研究過程中,專一性突變產(chǎn)物的設(shè)計起到了至關(guān)重要的作用,通過定位突變替換單獨的氨基酸殘基是分析功能殘基的有力工具。 本文實現(xiàn)了基于自治系綜優(yōu)化理論的蛋白質(zhì)系統(tǒng)突變的計算機模擬。自治系綜最優(yōu)化方法基于平均場能理論,在蛋白質(zhì)熱系綜空間中進行概率矩陣的優(yōu)化。概率矩陣代表了蛋白質(zhì)的熱系綜狀態(tài),表示特定位置采取可能的

3、氨基酸類型及其構(gòu)象的可能性大小。根據(jù)統(tǒng)計力學理論,對于一個正確的熱系綜存在以下的自治條件,即平均場能矩陣和概率矩陣之間滿足玻爾茲曼分布,這就為尋找正確的熱系綜空間提供了一種穩(wěn)健的迭代過程。 通過計算機模擬蛋白質(zhì)定點系統(tǒng)突變,然后對野生型蛋白及每一個突變體蛋白進行自由能計算,并利用自治系綜優(yōu)化算法進行自治迭代。在第四章中詳細介紹了整個計算,這中間包括了系統(tǒng)突變的計算機實現(xiàn)、自治系綜優(yōu)化理論、自由能評價、溶劑可及表面積、降溫機制、歸

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