跨膜蛋白自組裝機(jī)理的研究.pdf

1、膜蛋白是生物膜功能的主要執(zhí)行者，在藥物靶向治療等方面起著重要的作用。本文中，我們利用分子模擬以及實(shí)驗(yàn)的方法研究?jī)煞N跨膜蛋白R(shí)AGE以及C99的自組裝機(jī)理。這兩種蛋白它們?cè)诩?xì)胞膜上具有十分重要的作用，分別涉及相關(guān)的疾病:糖尿病人癌細(xì)胞的形成、老年癡呆癥。
　　由于膜蛋白結(jié)構(gòu)機(jī)理復(fù)雜，利用傳統(tǒng)模擬方法難以對(duì)其進(jìn)行較為微觀的深入研究，全原子模型(atomistic model)由于顧及到原子級(jí)的各種細(xì)節(jié)，只能計(jì)算亞微秒范圍內(nèi)的分子動(dòng)態(tài)過(guò)

2、程，而一般的細(xì)胞條件下的分子作用過(guò)程需要ns-s的時(shí)間級(jí)。為了提高計(jì)算模擬的可行性，延長(zhǎng)模擬時(shí)長(zhǎng)，本實(shí)驗(yàn)主要采用計(jì)算機(jī)粗?；M(coarse-grained model)的手段，該手段相比于傳統(tǒng)的全原子模擬更加方便，計(jì)算量小。
　　已有文獻(xiàn)表明，RAGE能夠在跨膜區(qū)中通過(guò)相互作用發(fā)生二聚現(xiàn)象。我們通過(guò)對(duì)RAGE跨膜區(qū)氨基酸進(jìn)行突變，以及模擬不同區(qū)域的二聚情況，判斷各位點(diǎn)在跨膜區(qū)二聚作用中是否起到了作用，從而進(jìn)一步了解其組裝機(jī)制。

3、我們發(fā)現(xiàn)跨膜區(qū)域TM中G6XXG9XXG12基元對(duì)于跨膜區(qū)二聚識(shí)別以及驅(qū)動(dòng)二聚起到了至關(guān)重要的作用，而加入膜外PR及膜內(nèi)CYTO區(qū)域后RAGE的構(gòu)象更加穩(wěn)定，說(shuō)明了該區(qū)域?qū)τ诙圩越M裝的重要作用。
　　對(duì)于C99我們模擬了其在POPC/POPG(3∶1)生物膜中二聚以及在POPC/POPG/CHOL(3∶1∶1)25％濃度膽固醇中單鏈和雙鏈的情況。C99在生理?xiàng)l件下快速聚合形成穩(wěn)定的二聚體，主要以右手30°螺旋為主。聚的構(gòu)象有多種

4、，主要接觸模式為MET21-VAL22、VAL25-VAL26、THR29-VAL30。
　　C99與膽固醇存在弱相互作用，形成包裹模型，上下半段均有聚集，下半段更加明顯。參與作用的殘基為G11XXXG15XXXG19、GLY24、ALA28、ILE31、VAL32、ILE33、LEU35、VAL36等殘基，全部為脂肪族氨基酸。我們提出了多位點(diǎn)的膽固醇綁定模型，以及可信的綁定機(jī)理。極性氨基酸與膽固醇頭部形成氫鍵，脂肪族中性氨基酸組