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蛋白质折叠是生命科学领域的核心问题之一.计算机模拟有助于刻画蛋白质折叠的动力学.由于蛋白质需要长时间尺度越过折叠与解折叠态之间的能垒,对折叠过程进行全原子模拟仍然存在计算上的困难.本课题组发展了一种蛋白质折叠模拟的粗粒化方法,其中,蛋白质结构简化为骨架Cα原子链.Cα原子链有Ζ2对称性,我们自然地引入Landau-Ginzburg函数描述其能量.基于这个能量函数,我们采用遵从Arrhenius定律的Monte Carlo方法模拟蛋白质的解折叠和折叠过程.小清蛋白是一种典型的钙离子结合蛋白,其功能域为EF-hand模体(螺旋-环-螺旋).本工作研究了小清蛋白β的8-64 片段(含有helixes A/B和helixes C/D两个EF-hand结构域)的折叠机制.首先,我们构建了小清蛋白β的8-64 片段的骨架Cα原子链模型,确定了能量函数参数.然后,进行了三千多次随机的解折叠与折叠循环模拟,提取能够折叠回到自然态构型的过程(图1),通过统计Cα原子链的扭转角波动分析折叠过程.我们观察到,早期先形成残基35-37 区域的310螺旋和残基40-50 区域α-螺旋的前端,然后形成残基26-33 和40-50 区域的整个α-螺旋,最后形成残基8-18 和60-64 区域的局域结构,这个折叠过程呈现螺旋成核-缩合机制(图2).