藉由電腦模擬及生物資訊法闡明類澱粉蛋白自組及毒性的生物物理機制(I); Unraveling the Biophysical Mechanisms of Amyloid Self Assembly and Cytotoxicity by Computer Simulations and Bioinformatics Analysis (I)

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Title:	藉由電腦模擬及生物資訊法闡明類澱粉蛋白自組及毒性的生物物理機制(I);Unraveling the Biophysical Mechanisms of Amyloid Self Assembly and Cytotoxicity by Computer Simulations and Bioinformatics Analysis (I)
Authors:	蔡惠旭
Contributors:	化學系
Keywords:	化學類
Date:	2006-07-01
Issue Date:	2010-12-06 16:11:19 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	背景: 類澱粉蛋白纖維是半規律性的奈米結構，是由錯誤折疊的蛋白質聚集形成的。類澱粉蛋白纖維由互異的氨基酸序列形成，但卻都共同擁有「cross-β」的結構。類澱粉蛋白和大約二十種嚴重神經退化性疾病有相關性，例如老年癡呆症及帕金森氏症。最近研究顯示早期生成的oligomers 可能才是真正的細胞毒性物質。由於類澱粉蛋白纖維的複雜性，隱藏於其生成背後的生物物理機制仍未清楚瞭解。研究動機，方法，目標: 本計畫的研究動機是由以下問題所引發: 類澱粉蛋白形成的機制為何? 主宰類澱粉蛋白形成的作用力為何? 類澱粉蛋白是如何破壞細胞膜? 如何設計藥物來阻止澱粉蛋白的形成? 基於我們過去的研究成果，我們設計一系列的計算及生物資訊方法來回答上述問題，其中包括平行淬煉分子動態法。老年癡呆症的病源-Aβ peptide, 是本研究的重點。具體的研究目標包括: (1).由平行淬煉分子動態模擬中描繪澱粉蛋白自組的 energy landscapes; (2).模擬澱粉蛋白和細胞膜及其抑制劑的交互作用; (3).藉由結構生物資訊法分析 β-sheet 蛋白質來瞭解穩定類澱粉蛋白的作用力; (4).評估並改良常用的力場並發展先進的平行淬煉分子動態法程式。研究價值: 本計畫將提供完整類澱粉蛋白自組的生物物理機制。類澱粉蛋白纖維自組，澱粉蛋白和細胞膜及其抑制劑間重要的交互作用也將獲得釐清。此外，蛋白質折疊的energy landscape 也將獲得更清楚的描述。蛋白質交互作用中各狀態的關聯性也可得到更完整的了解。這些發現將對設計藥物來阻止澱粉蛋白形成提供理論基礎。發展先進的平行淬煉分子動態法程式將不止應用於此研究, 也將適用於一般性的蛋白質研究。廣泛影響: 本計畫將作為整合研究和教育的介面。本計畫使用和發展的計算及生物資訊方法將於研究所課程中教授。化學系計算科學基礎建設及生物分子模擬層次將獲得提升。不同學科大學部及研究所學生將學習到如何研究類澱粉蛋白疾病及蛋白質折疊問題。瞭解類澱粉蛋白自組及毒性的生物物理機制將對其它研究領域如蛋白質折疊及其工程，奈米科學，及醫學也有貢獻。研究期間：9411 ~ 9507
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
Appears in Collections:	[Department of Chemistry] Research Project

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