摘要：p53是迄今发现突变频率最高的一种肿瘤抑制蛋白质,突变会导致p53抑癌功能丧失并诱导癌症的发生。绝大多数的突变发生在p53的核心DNA结合区域(p53C),其中Y220C是研究较多的一种突变体。虽然已有研究表明该突变能够降低p53C的结构稳定性,但其影响p53C构象转换的分子机制尚不清晰。本文利用分子动力学(MD)模拟方法研究了p53C突变体Y220C(p53C-Y220C)的结构变化,发现Y220C突变主要影响Y220C cluster区域(包括残基138-164和215-238),且Y220C突变减少了Y220C cluster的β-折叠含量。进一步分析发现,Y220C突变不仅直接破坏突变氨基酸与周围氨基酸Leu145和Thr155之间的氢键,而且降低了Y220C cluster区域的折叠片S3和S8之间的氢键数量,使Y220C突变所形成的亲水性空腔变大,加速了水分子进入该蛋白质内部,并最终导致了p53C-Y220C变性。MD模拟结果揭示了Y220C突变影响p53C结构转换的分子机制,该研究对p53C-Y220C突变体高效稳定剂的筛选和设计具有重要意义。

摘要：应用分子动力学模拟和结合自由能计算方法研究了多肽抑制剂KLVFF、VVIA和LPFFD抑制淀粉质多肽42(Aβ42)构象转换的分子机理.结果表明,三种多肽抑制剂均能够有效抑制Aβ42的二级结构由α-螺旋向β-折叠的构象转换.另外,多肽抑制剂降低了Aβ42分子内的疏水相互作用,减少了多肽分子内远距离的接触,有效抑制了Aβ42的疏水塌缩,从而起到稳定其初始构象的作用.这些抑制剂与Aβ42之间的疏水和静电相互作用(包括氢键)均有利于它们抑制Aβ42的构象转换.此外,抑制剂中的带电氨基酸残基可以增强其和Aβ42之间的静电相互作用(包括氢键),并降低抑制剂之间的聚集,从而大大增强对Aβ42构象转换的抑制能力.但脯氨酸的引入会破坏多肽的线性结构,从而大大降低其与Aβ42之间的作用力.上述分子模拟的结果揭示了多肽抑制剂KLVFF、VVIA和LPFFD抑制Aβ42构象转换的分子机理,对于进一步合理设计Aβ的高效短肽抑制剂具有非常重要的理论指导意义.

摘要：人类免疫缺陷病毒HIV-1包被蛋白gp120通过与宿主细胞表面受体CD4和辅助受体CCR5/CXCR4发生相互作用而侵染细胞.CD4结合状态的HIV-1gp120核心与CD4结合前状态的SIVgp120核心结构已经被X射线晶体衍射技术所测定.但是,静态的晶体结构不足以阐明gp120动态结构特征及其构象转化能力.用同源模建技术构建不同功能状态的gp120结构模型并用CONCOORD模拟方法生成它们的结构装配体,最后利用本质动力学算法提取、分析前4个本征向量所描述的分子运动特征.结果表明,gp120的主要运动模式表现为内部结构域、外部结构域、桥片层以及V3环之间的旋转/扭曲、绕曲/关闭、延长/压缩运动或这些运动方式的组合,这些运动模式与受体结合以及HIV-1病毒免疫耐受性有关.进一步利用本质亚空间重叠算法评估gp120不同构象间的相互转换能力,结果表明,CD4结合前状态(unliganded)gp120向复合物状态(CD4-complexed)转化的能力强于向移除CD4复合物状态(CD4-free)转化的能力,而CD4-freegp120比CD4-complexed gp120具有更强的向结合前状态转化的能力.本研究揭示了gp120动态结构与功能的关系,并为抗HIV药物设计提供了参考和帮助.

摘要：蛋白质色谱界面行为解析对实现以高吸附容量、高活性收率和高传质速率为特征的高效色谱具有重要意义。利用分子模拟技术在微观过程展示方面的独特优势解析色谱界面过程已经广泛开展。本文综述色谱界面上蛋白质的取向、构象转换以及传质过程的分子模拟研究工作。首先,概述色谱界面上蛋白质取向研究,总结取向的成因和调控因素,探讨通过蛋白质取向调控实现高吸附容量。其次,概述色谱界面上蛋白质构象转换,尤其是变性现象的分子模拟研究,以通过色谱条件优化获得高活性收率。最后,阐述色谱介质表面传质过程研究及现存问题。本文以高吸附容量、高活性收率和高传质速率为目标,总结其对应微观过程的分子模拟解析,服务于色谱表面优化设计以实现高效色谱。