蛋白质折叠与分子动力学模拟(第一讲).

1、生物大分子分子动力学模拟中国科学技术大学生命科学学院施蕴渝在大规模测序完成后，由政府部门和工业界参与，国际上开始了新一轮大规模国际 合作结构基因组计划大规模测定蛋白质三维结构。2000年4月在英国召开第一届国际结 构基因组会议美、英、法、德、加拿大.荷兰、以 色列、意大利、日本、9个国家开始结 构基因组计划的合作2001年4月在美国召开第二届会议，中国参加达成协议，为结构基因组国际组织的形成作准备美国1998年D0E开始支持结构基因组计划 2000年9月美国NIH结构基因组计划启动建 7个中心日本科技厅支持20个实验室参与，日本理 化所，核磁中心欧洲工业界，大制药公司Merck Roche,N

2、ovgen, Compaq, MSI, Syrrx结构基因组计划的主要内容是： 开展规模化地基因克隆、表达、 蛋白质分离纯化，测定和分析蛋 白质的三维结构。以蛋白质为药 物作用的靶分子，为药物设计和 药物筛选奠定基础。发展结构基因组的研究方法规模化测定蛋白质三维结构人体约3-4万个基因大约10万个蛋白，大约有1000-2000种不同的折叠类型, 目前PDB数据库中约有1万5千个蛋白, 大约有700种不同的折叠类型。蛋白质三维结构测定last update. 01-Jen-20C 1YeaiPUB Holdings List: 10Jub2001结构基因组计划的主要科学目标规模化地测定蛋白质的三

3、维结构1a.用实验方法测定一些代表性的生物大分子的结构，包括医学上重要的人体蛋白质、来自重要病源体的蛋白质，以及来自模式 生物的蛋白质。基于序列相似性提供结构模型用实验和计算方法提供蛋白质功能信息发展结构基因组的方法学2a.按照结构或功能意义选择来代表性的 蛋白质家族的方法尧/模化地产生适合结构测定的蛋白质的2c.规模化地数据收集方法2d.自动测定、确证、分析三维结构的方法 基于同源结构模建或其它方法，确证模 型结构的方法优化支持结构测定的信息系统基于结构及其它生物学信息估计生物学功能的生物信息学方法Molecule TypeProteins, Peptides, and VI msesPro

4、teln/Nucle Ic Acid ComplexesNucleic AddsCarbohydratetotalEx PTp ch.X-ra DifTractionwan<l other117015605801412855XMR19267338442387Theoretical Nfodclin28819230330139156529871815572PUB Holdings List: 10Jub2001人类基因组计划是20世纪后半叶,生命科学中最重大的事件但是仅仅DNA碱基序列还不足以对复杂的生命现象进行全面的解释一切重要的生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者生长，

5、运动，呼吸，消化，免疫, 代谢，生殖，光合作用，以至于 神经活动都离不开蛋白质Ribosomes are Large Protein Factories光合作用反曲中心的克间结构重要疾病构象病创新药物的研究与发现从过去相对盲目地大量合成，大量筛挠发展为首先确定药物作用的靶分子,在此基础上来设计、筛选药物基于蛋白质三维结构的合理药物设计与组合化学以及高通量筛选结合引起了医药工业新的革命这是围绕新药物研究开发基础性，前瞻性，战略性研究。生命科学和技术前沿和新的制咼点nature tructuralmolecularnovember 2000 volume 7 supplementA new era

6、蛋白质的结构层次氨基酸A> MMc/aoe kscm ci» «*vpKwattlm>«fM !< .<< »f /«< !*-一 <? m-八 L【 >l->« >： CA»* 、"： r»-vHZM 薛0 i r (iMMMe i予y尸c令竽丈穆片 VMM"叫IBMI MM#Mlrm<MMlAVFrIiiiiiiiicr级结构uIIoiiiiexi& 施ii二级结构结构域HdCVM帥黔帝三四级结构科学问题蛋白质结构与功能关系 蛋白质折叠与蛋白质稳定性 动力学规律与功能关系 分子识别与分子相互作用 酶催化反应机理蛋白质中电子转移离子输运光合反应中心量子产率高于任何已知的光电池信号传导路径分子相互作用的网络a,卩构象转变分子构象病蛋白质-核酸相互识别作用基因表达与调控科学技术规模化地基因克隆、表达、蛋白质分离、 纯化、性质鉴定技术； 蛋白质晶体生长技术； 蛋白质X-射线晶体结构解析技术； 蛋白质多维核磁共振波谱结构测定技术;同步辐射技术；核磁共振波谱技术，计算机过程自动控制，生物信息学和计