【摘 要】
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纳米技术,生物材料技术都在不断的发展,可是蛋白质在纳米表面的吸附与去吸附的过程,还有蛋白质的构象是如何变化的却不被人们所了解,因此从分子层面了解这个过程变得十分重要。本文介绍了如何使用分子动力学模拟的方法,研究GB1蛋白在聚苯乙烯表面的吸附与去折叠过程。蛋白质折叠态与去折叠态之间有巨大的能垒,要想让蛋白质构象跨过能垒,并且要完成吸附与去吸附的过程,就需要使用加速采样方法来克服分子模拟方法自身的局限
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纳米技术,生物材料技术都在不断的发展,可是蛋白质在纳米表面的吸附与去吸附的过程,还有蛋白质的构象是如何变化的却不被人们所了解,因此从分子层面了解这个过程变得十分重要。本文介绍了如何使用分子动力学模拟的方法,研究GB1蛋白在聚苯乙烯表面的吸附与去折叠过程。蛋白质折叠态与去折叠态之间有巨大的能垒,要想让蛋白质构象跨过能垒,并且要完成吸附与去吸附的过程,就需要使用加速采样方法来克服分子模拟方法自身的局限性。本文在全原子分子模拟中加入Metadynamics采样方法,加速蛋白质在构象相空间的搜索过程,从而得到的蛋白质的自由能面。通过分析模拟结果获得的自由能面可以总结出蛋白质的三个主要状态:模拟开始时蛋白质在聚苯乙烯表面完成吸附去吸附过程,仍然保持在天然态;过了一段时间后蛋白质去折叠进入中间态构象,在中间态的蛋白质仍然可以在聚苯乙烯表面吸附或是去吸附,直到蛋白质去折叠。蛋白质的这三个状态在吸附还有去吸附中都有发现。本文也探究了蛋白质在吸附过程中二级结构还有三级结构的变化,讨论了天然态蛋白质,中间态的蛋白质与去折叠态的蛋白质与纳米表面的主要相互作用。通过对比分子动力学模拟得到的结论与前同体系实验得到的结论,可以更加合理的解释实验中观察到的蛋白质与纳米表面的吸附去折叠问题。本文一共分作三章:第一章主要介绍了蛋白质的相关背景知识:蛋白质的分子结构,维持蛋白质结构的主要作用力,蛋白质折叠相关问题还有分子模拟的一些理论基础;第二章说明了蛋白质与纳米表面相互作用的一些背景,之后介绍了文中采用的模拟方法还有数据分析;第三章对本文做出了总结,并对这个工作进行了展望。
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