吳云東課題組在蛋白質(zhì)折疊模擬領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-08 12:06:02學(xué)院：化學(xué)生物與生物技術(shù)學(xué)院學(xué)校：北京大學(xué)
大部分蛋白質(zhì)分子在合成出來(lái)以后，能在適當(dāng)?shù)臈l件下自發(fā)地折疊形成特定的三維結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)其生物學(xué)功能。如果能用計(jì)算機(jī)模擬蛋白質(zhì)折疊的過(guò)程，不僅可以預(yù)測(cè)其天然態(tài)結(jié)構(gòu)，而且可以研究這種神奇的自發(fā)有序化的機(jī)理。然而，蛋白質(zhì)折疊的分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬仍然是個(gè)挑戰(zhàn)，需要準(zhǔn)確的物理模型（力場(chǎng)）和足夠長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間。近年來(lái)，D.E. Shaw研究中心投入巨資設(shè)計(jì)制造了專(zhuān)門(mén)用于MD模擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)Aton，利用他們開(kāi)發(fā)的Charmm22*力場(chǎng)，不利用任何已知的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)12個(gè)快速折疊的蛋白質(zhì)分子的折疊模擬（Science 2011）。但近年來(lái)并沒(méi)有課題組利用通常能獲得的計(jì)算資源成功實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的從頭折疊模擬。
吳云東教授課題組使用本課題組自主開(kāi)發(fā)的殘基特異力場(chǎng)（RSFF1），并利用副本交換分子動(dòng)力學(xué)（REMD）模擬來(lái)提高構(gòu)象取樣的效率，成功折疊了這12個(gè)蛋白質(zhì)。另外還折疊了兩個(gè)Charmm22*力場(chǎng)不能很好穩(wěn)定的蛋白質(zhì)。此研究表明了RSFF1力場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，以及REMD方法的效率。在模擬中還發(fā)現(xiàn)蛋白在非折疊態(tài)就已經(jīng)存在相當(dāng)多的二級(jí)結(jié)構(gòu)，另外還發(fā)現(xiàn)折疊過(guò)程的“摩擦”約為2.5 kcal/mol。該成果以通訊（communication）形式發(fā)表在近期的《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上。
文章鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja502735c
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該文章由我院的吳云東教授和蔣帆博士共同完成，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（21133002, 21203004），深圳市孔雀計(jì)劃項(xiàng)目，以及深圳市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（計(jì)算化學(xué)與藥物設(shè)計(jì)）的支持。
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吳云東教授課題組使用本課題組自主開(kāi)發(fā)的殘基特異力場(chǎng)（RSFF1），并利用副本交換分子動(dòng)力學(xué)（REMD）模擬來(lái)提高構(gòu)象取樣的效率，成功折疊了這12個(gè)蛋白質(zhì)。另外還折疊了兩個(gè)Charmm22*力場(chǎng)不能很好穩(wěn)定的蛋白質(zhì)。此研究表明了RSFF1力場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，以及REMD方法的效率。在模擬中還發(fā)現(xiàn)蛋白在非折疊態(tài)就已經(jīng)存在相當(dāng)多的二級(jí)結(jié)構(gòu)，另外還發(fā)現(xiàn)折疊過(guò)程的“摩擦”約為2.5 kcal/mol。該成果以通訊（communication）形式發(fā)表在近期的《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上。
文章鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja502735c
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該文章由我院的吳云東教授和蔣帆博士共同完成，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（21133002, 21203004），深圳市孔雀計(jì)劃項(xiàng)目，以及深圳市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（計(jì)算化學(xué)與藥物設(shè)計(jì)）的支持。
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