類澱粉蛋白自組裝機制的計算研究; A Computational Study of the Mechanisms of Amyloid Self Assembly

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題名:	類澱粉蛋白自組裝機制的計算研究;A Computational Study of the Mechanisms of Amyloid Self Assembly
作者:	蔡惠旭
貢獻者:	化學系
關鍵詞:	類澱粉蛋白自組裝;蛋白質聚集;蛋白質交互作用;神經退化性疾病;平行淬煉分子動態法;生物資訊法;amyloid self assembly;protein aggregation;energy landscape;protein interaction;neurodegenerative disease;parallel-tempering molecular dynamics;bioinformatics;化學類
日期:	2008-07-01
上傳時間:	2010-12-28 15:28:01 (UTC+8)
出版者:	行政院國家科學委員會
摘要:	背景: 研究類澱粉蛋白的重要性主要是由於它和大約二十種人類神經退化性疾病有相關性，例如老年癡呆症及帕金森氏症。類澱粉蛋白纖維擁有半規律性的奈米結構，由錯誤折疊的蛋白質自組裝而形成。互異的氨基酸序列均可形成類澱粉蛋白纖維，但卻都共同擁有「cross-β」的結構特徵。最近研究顯示早期蛋白質聚集生成的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，其生成及毒性的生物物理機制尚未清楚瞭解。研究動機: 本計畫的研究動機主要是由以下的問題所引發: 對互異的氨基酸序列而言，主宰類澱粉蛋白自組裝共通的作用力為何? 其驅動力又為何? 類澱粉蛋白自組裝的機制為何? 類澱粉蛋白纖維的精確結構為何? 類澱粉蛋白是如何破壞細胞膜? 如何合理的設計藥物來阻止澱粉蛋白 oligomers 的形成? 研究方法及系統: 基於我們過去的研究成果及經驗，我們設計一系列的計算及生物資訊方法來回答上述問題，主要包括平行淬煉分子動態法及系統性蛋白質結構及序列分析法。老年癡呆症的病源-Aβ peptide, 是本計劃主要的研究重點之一。目標: 計劃具體的研究目標主要包括: (1).由平行淬煉分子動態模擬中描繪澱粉蛋白自組的energy landscapes 以瞭解其生成機制; (2).瞭解澱粉蛋白和細胞膜及其抑制劑的相互交互作用; (3).藉由結構生物資訊法分析 β-sheet 蛋白質以瞭解穩定類澱粉蛋白纖維潛在的分子間交互作用力; (4).評估並改良常用的分子力場; (5).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裝的生物物理機制。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力也將獲得釐清。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瞭解。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, 也可應用於解決困難的分子模擬問題。廣泛影響: 本計畫將可作為整合研究和教學的介面。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。中央大學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相關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：9608 ~ 9707
關聯:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
顯示於類別:	[化學學系] 研究計畫

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