利用分子動力學模擬來探討攜鈣蛋白構形上的變化

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姓名

洪偉哲(Wei-Zhe Hong) 查詢紙本館藏

畢業系所

生命科學系

論文名稱

利用分子動力學模擬來探討攜鈣蛋白構形上的變化
(Studies of calmodulin's conformational change via molecular dynamics simulation)

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摘要(中)

本論文是利用分子動力學模擬（Molecular Dynamics simulation, MD simulation）的方式來探討蛋白質分子構形的變化以及蛋白質分子上之帶電離子以及水溶液對蛋白質本身構形變化的影響，而所用的軟體是AMBER，這是一作分子動力學模擬之套裝軟體，通常是拿來作生物分子的運算。
我選擇拿來做模擬的蛋白質是攜鈣蛋白（Calmodulin, CaM），它在生物體內的活化態 (active form) 是攜帶四個鈣離子，而我所感興趣的有兩方面：(1)未結合鈣離子的攜鈣蛋白 (Apo-Calmodulin, apo-CaM) 構形上的變化及穩定度；(2)已結合鈣離子的攜鈣蛋白 (Holo-Calmodulin, holo-CaM) 構形上的變化及鈣離子對於整體構形變化的穩定所造成的影響。
至於這裡為何選擇使用電腦模擬的方式，原因是：（1）環境較好設定；（2）樣本較易取得；（3）可確實觀察到蛋白質變化的過程。因為用一般的實驗方法來研究蛋白質結構較難掌控以上的因素。

關鍵字(中)

★ 分子動力學
★ 攜鈣蛋白

關鍵字(英)

★ calmodulin
★ molecular dynamics

論文目次

第一章序論 1
第二章蛋白質構造簡介 2
2-1 胺基酸與胜肽鍵 2
2-2 形成蛋白質結構之化學鍵及作用力 6
2-3 蛋白質結構的種類 10
2-4 常見的蛋白質二級結構 11
第三章攜鈣蛋白簡介 15
3-1 鈣與攜鈣蛋白 15
3-2 攜鈣蛋白結構上的特性 16
3-3 攜鈣蛋白是多功能性的蛋白質分子且相當具有易曲性 19
第四章分子動力學模擬及AMBER簡介 21
4-1 前言 21
4-2 分子動力學模擬 21
4-3 AMBER簡介 25
4-4 個人電腦叢集 28
第五章模擬結果與分析 33
5-1 在虛擬的水環境下的模擬 34
5-2 在真實的水環境下的模擬 55
第六章結論 79
參考文獻 82

參考文獻

1.高宇，生物化學(上)。
2.Branden & Tooze, Introduction to Protein Structure.
3.Yuto Komeiji, Yutaka Ueno, Masami Uebayasi. Molecular dynamics simulations revealed Ca2+-dependent conformational change of Calmodulin. FEBS Letters (2002), 521, 133-139.
4.The RCSB Protein Data Bank - http://www.rcsb.org/pdb/
5.PDBsum - A database of the known 3D structures of proteins and nucleic acids - http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/pdbsum/
6.VMD - Visual Molecular Dynamics - http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/
7.Bruce Alberts et al. Molecular Biology of The Cell, 4th edition.
8.邱智瑞，以個人電腦叢集平行運算模擬蛋白質結構，國立中央大學物理所碩士論文。
9.The Amber Molecular Dynamics Package - http://amber.scripps.edu/
10.David van der Spoel et al. Gromacs User Manual.
11.David A. Case et al. AMBER 7 Users’ Manual.
12.維基百科：自由的百科全書－AMBER力場
13.鳥哥的 Linux 私房菜 - http://linux.vbird.idv.tw/
14.Grace Home - http://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/
15.Alexey Onufriev, Donald Bashford, and David A. Case. Modification of the Generalized Born Model Suitable for Macromolecules. J. Phys. Chem. B (2000), 104, 3712-3720.
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指導教授

李弘謙(Hoong-Chien Lee)

審核日期

2005-7-9

推文