不同核苷酸结合状态下驱动蛋白与微管的相互作用

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1、分类号:Q66密级:UDC:577编号:201421107008河北工业大学硕士学位论文不同核苷酸结合状态下驱动蛋白与微管的相互作用论文作者:金玉梅学生类别:全日制学科门类:理学硕士学科专业:生物物理学指导教师:纪青职称:教授资助基金项目：国家自然科学基金资助项目（11605038，11545014）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofBiophysicsInteractionsbetweenkinesinandmicrotubuleindifferentnucleotidebindi

2、ngstatebyJinYumeiSupervisor:Prof.JiQingMay2017ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFundofChinaNo.11605038andNo.11545014.河北工业大学硕士学位论文摘要微管不仅为驱动蛋白的运动提供轨道而且它还调节驱动蛋白的化学-力学循环。驱动蛋白与微管的结合能够加快ATP水解速率和ADP释放速率。微管的这些功能必须通过驱动蛋白与微管的相互作用来实现。驱动蛋白与微管的相互作用是理解驱动蛋白运动机理的关键之一。基于实验上得到的ATP结合前后驱动蛋白-1与微管蛋白复合物的晶体结构(

3、4HNA，4LNU)，我们采用分子动力学模拟的方法仔细分析了驱动蛋白与微管之间的相互作用以及驱动蛋白核苷酸结合位点与微管之间的相互作用并分析了微管?-和?-蛋白序列差别对驱动蛋白与微管之间相互作用的影响。统计分析显示驱动蛋白与微管之间的相互作用在驱动蛋白的核苷酸空态最强，ADP态最弱。微管?-和?-蛋白序列差别使得驱动蛋白更倾向于与微管?-蛋白先结合，再与微管?-结合。另外，我们采用分子动力学模拟研究驱动蛋白核苷酸结合位点与微管之间的相互作用，发现除了之前人们发现的E236与微管N255有间接的相互作用外，我们还发现核苷酸结合位点N-3模体与微管有很强的直接相互作用。关键字:驱动蛋白微管

4、核苷酸结合位点相互作用I不同核苷酸结合状态下驱动蛋白与微管的相互作用ABSTRACTMicrotubulenotonlyprovidesthewalkingtrackforkinesinmotorbutalsomodulateskinesin’smechanochemicalcycle.ItisprovedthatkinesinbindingtomicrotubulegreatlyincreasestherateofATPhydrolysisandtherateofADPrelease.Allthesecomplicatedfunctionsofmicrotubuleareaccompl

5、ishedthroughtheinteractionsbetweenkinesinandmicrotubule.Theinteractionbetweenkinesinandmicrotubuleisoneofthekeypointstoun-derstandthemechanismofkinesinmovement.Basedonthenewlyobtainedcrystalstruc-turesofAPO-andATP-statekinesin-microtubulecomplexes,weinvestigatetheinteractionsbetweenkinesinandmicr

6、otubule,andtheinteractionsbetweenkinesin’snucleotide-bindingpocket(NBP)andmicrotubuleusingmoleculardynamics(MD)simulationandanalyzetheeffectsonkinesin-microtubuleinteractionsduetothesequencedifferencebetween?-and?-tubulin.Statisticalanalysisshowsthattheinteractionstrengthbetweenkinesinandmicro-tu

7、buleisstrongestinkinesin’snucleotide-freestateandweakestinADPstate.Thestructuraldifferencesbetween?-and?-tubulinmakekinesinbindingto?-tubulinmuchmorefavor-ablethanto?-tubulin.Inaddition,weinvestigatetheinteractionsbetw