蛋白质在晶体界面上吸附的分子动力学模拟

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1、交簿鬻鲻羝魄i’群n如j8矮⑧天洋火薯TlANJlNUNlVERSITY硕士学位论文学科专业：牛物化T作者姓名：刘和平指导教师：一韩振为副研究员中文摘要蛋白质的吸附现象很早就被人们发现，并已经在生物医学材料、生物医学工程等领域得到广泛应用。分子模拟技术是近年来发展起来的一门新兴技术，为从微观水平研究自然现象提供了一种十分有效的理论研究方法。其中的分子动力学模拟方法不仅可以用来研究系统的静态性质，还可以研究系统的动态过程，是蛋白质结构研究中的重要理论工具之一。采用分子动力学模拟方法研究蛋白质吸附过程，可以从微观水平上研究蛋白质吸附的动态过程和机理。在NVT条件下，采用TIP3P水分子模型

2、和CHAR删22力场，对聚十赖氨酸分子在金刚石、金、铜、氯化亚铜、氧化镁等晶体界面上的吸附过程进行了分子动力学模拟。模拟结果表明，蛋白质分子在这些晶体界面上的吸附过程中，主链的构象均发生了变化，蛋白质分子中d螺旋结构也有不同程度的减少。但界面性质对蛋白质的吸附过程有重要影响，在不同的晶体界面上，吸附过程中的蛋白质结构变化有较大差异。在金刚石晶体界面上吸附时，聚十赖氨酸分子构象变化最大，绝大部分二面角都超出了a螺旋的范围；在Au晶体界面上吸附时，构象变化相对较大，a螺旋含量也有较大程度的减少；在Cu和CuCI晶体界面上吸附时，也有一定程度的构象变化和a螺旋含量的减少；在MgO晶体界面上吸

3、附时构象变化最小，与a螺旋结构相差不大。研究结果对于蛋白质吸附机理的研究提供了理论基础，对蛋白质吸附在实际中的应用具有重要的指导意义。关键词：分子动力学模拟，蛋白质，吸附，构象变化ABSTRACTThephenomenaofprotein’Sadsorptionwasfoundforalongtime．Ithadbeenwidelyusedinbiomedicalmaterialsandbiomedicalengineering．Molecularsimulationisanewlydevelopedtechnologywhichprovidesquiteaneffectiveacad

4、emicmethodforstudynaturalphenomenaonmicrocosmiclevel．Moleculardynamic(MD)simulationcallnotonlybeusedtostudythestaticpropertiesofasystem，butalsothedynamicprocesses．Itprovidedannimportanttheoretictoolfortheresearchofprotein’Sstructure．Wecallstudythedynamicprocessesofprotein’Sadsorptionandthemechan

5、isminprotein’Sadsorption0nmicrocosmiclevelbyusingmoleculardynamicssimulation．hlNVTcondition,TIP3PwatermodelandCHARMM22forcefieldwereusedforthemoleculardynamicsimulationofpoly—lysine’Sadsorptionontodifferentcrystalinterfaces．Theinterfacesarediamond，gold，copper,CuCIandmagnesia．Itsuggeststhatchange

6、swerefoundintheconformationofprotein'smainchainduringtheprocessesofprotein’Sadsorptionontocrystalinterfaces．ThecontentsofⅡ一helixstructureinproteinarcdecreasedinvaryextent．Changesofprotein’SstructurehavebiggishdifferenceduringproteinWasadsorbedontodifferentcrystalinterfaces．Thissuggeststhepropert

7、iesofinterfaceshavesignificanteffectsinprotein’Sadsorptionprocesses．Theconformationofpoly-lysineundergoesthebiggestchangeswhenitadsorbedontodiamond．mostdihedralanglesexceedtherangeof舡helixstructure；Conformationchangesmuchwhe