蛋白质结合-折叠的理论研究

蛋白质折叠决定三维结构的形成，而蛋白质结合决定分子水平的相互作用和功能。通常人们单独地研究蛋白质的折叠和结合。然而，越来越多的实验证据表明蛋白质折叠和结合间的耦合对细胞功能很重要。在项目中，我们将用统计力学和微观模型来研究伴随大幅度构象变化的蛋白质结合-折叠过程的动力学。首先，我们开发平衡态和非平衡态的统计力学模型来研究结合-折叠动力学的基本性质。通过热力学模型研究全局平衡态和稳定性，通过局部扩散和全局动力学主方程方法可以研究多构象态之间的动力学。其次，我们开发基于非连续分子动力学的微观模型来研究结合-折叠过程。此模型可以突破计算瓶颈并为统计力学模型提供微观细节。最后，我们将与实验结合，从微观尺度研究蛋白结合复合物的结合-折叠过程。通过分析模拟系综可以确定过渡态和热点残基，还可以从微观结构上比较模拟分析结果和单分子实验数据，进一步做出预测并指导实验。这对研究蛋白质功能和药物设计非常重要。

蛋白质折叠决定三维结构的形成，而蛋白质结合决定分子水平的相互作用和功能。通常人们单独地研究蛋白质的折叠和结合。然而，越来越多的实验证据表明蛋白质折叠和结合间的耦合对细胞功能很重要。在项目中，我们运用统计力学和微观模型研究了伴随大幅度构象变化的蛋白质结合-折叠过程的动力学。首先，我们开发了平衡态和非平衡态的统计力学模型来研究结合-折叠动力学的基本性质。通过热力学模型研究全局平衡态和稳定性，通过局部扩散和全局动力学主方程方法研究多构象态之间的动力学。其次，我们开发了基于非连续分子动力学的微观模型来研究结合-折叠过程。此模型可以突破计算瓶颈并为统计力学模型提供微观细节。最后，我们把理论与实验结合在一起，从微观尺度研究了蛋白结合复合物的结合-折叠过程。通过分析模拟系综可以确定过渡态和热点残基，还从微观结构上比较模拟分析结果和单分子实验数据，进一步做出预测并指导实验。并且把蛋白质折叠-结合的研究运用到了药物的筛选和设计中。