臺灣博碩士論文加值系統

本論文是利用分子動力學模擬研究具有二組雙硫鍵的螺旋胜鍵的再折疊機制。在23條軌跡中，有20條軌跡折疊時間平均約10奈秒，其餘3條軌跡在100-200奈秒的模擬時間內並未能折疊至自然狀態。另外，不同起始軌跡23條軌跡中，有16條軌跡折疊至自然狀態，平均折疊時間約10奈秒，統計結果與之前結果有良好的一致性。在未折疊至自然態的8條軌跡中，觀察到其中5條軌跡形成中間態主因為非局部性、非自然氫鍵，而後更進一步地分析其餘3組軌跡，發現模擬時若有2組以上非自然氫鍵存在時，十分容易形成中間態構形，另外，我們也作了疏水聚集的測試，發現影響疏水作用力對折疊過程並無顯著影響。就目前所知，是首次以具有雙硫鍵的短胜鍵所進行的分子動力學模擬。

A molecular dynamics simulation of the folding of a short helical peptide with two disulfide bonds was carried out. In 23 trajectories, 20 trajectories folded with an average time of ~10 ns. The other 3 trajectories did not fold in 100-200 ns simulations. In an additional 23 simulations, 18 trajectories folded with an average folding time of ~10 ns, giving good results in confirming statistical certainty. In all 8 non-folded trajectories, a non-local, non-native hydrogen bond (H-bond) and an
additional non-native H-bond were observed in 5 trajectories. A further analysis of the other 3 non-folded trajectories indicated that, at least, 2 non-native H-bonds are needed to trap this peptide in an intermediate. An examination of the hydrophobic clustering effect shows that this effect is not significant in the folding of this peptide. To our knowledge, this is the first folding simulation for a short helical peptide with disulfide bonds.

總目錄
圖目錄…………………………………………………………………Ⅲ
表目錄…………………………………………………………………Ⅴ
中文摘要………………………………………………………………Ⅵ
英文摘要……………………………………………………………Ⅶ

目錄
第一章、緒論
1-1、前言…………………………………………………………………1
1-2、芋螺毒液蛋白簡介……………………………………………3
1-2.1 α-conotoxin AuIB蛋白質結構…………………4
1-2.2 α-conotoxin的種類……………………………6
1-3、蛋白質折疊問題與折疊模型簡述……………………………8
1-3.1蛋白質折疊問題……………………………………8
1-3.2蛋白質折疊問題與折疊模型簡述…………………9
1-4、研究動機………………………………………………………...…13

第二章、方法
2-1、模擬方法…………………………………………………………14
2-1.1 起始結構……………………………………………16
2-2、GB/SA 內涵水合模型……………………………………………18
2-3、分析方法…………………………………………………………19
2-3.1、氫鍵分析……………………………………… 19
2-3.2、RMSD（Root Mean Square Deviation）分析………19

第三章、結果與討論
3-1、α-conotoxin恆溫模擬結果………………………………………22
3-2、α-conotoxin再折疊模擬軌跡之RMSD值曲線…………………25
3-3、α-conotoxin再折疊模擬軌跡之氫鍵形成………………………32
3-4、α-conotoxin再折疊路徑之描述…………………………………36
3-5、未折疊軌跡形成的中間態結構與作用力……………………….43
3-6、從α-conotoxin中間態結構之高溫模擬…………………………52
3-7、使用不同力場之模擬結果……………………………………….60
3-8、置換Asn12為Ala及Gly對中間態構形的影響…………………65

第四章 結論………………………………………………69

第五章 參考資料………………………………………71

圖目錄
圖1-1.1 芋螺………………………………………………………….4
圖1-1.2 α-conotoxin的結構 (a) Pro位置 (b) 雙硫鍵位向……….5
圖 1-2.2 α-conotoxin 雙硫鍵位向…………………………………….6
圖 1-2.3 α4/7 類型α-conotoxin疊合圖………………………………..7
圖1-3.1 蛋白質折疊之漏斗狀位能曲面圖 (funnel-shaped energy landscape) ………………………………………………………………11
圖3-1.1、α-conotoxin NMR二級結構圖…………………………….23
圖3-1.2、α-conotoxin 恆溫300K RMSD值…………………………23
圖3-2.1 (a)T2 (b)T19 (c)V13之RMSD圖及各時間點結構………….29
圖3-2.2 (a)I1 (b)I2之RMSD圖及各時間點結構…………………..30
圖3-2.3 (a)I3 (b)I4 (c)I5之RMSD圖及各時間點結構……………….31
圖3-3.1 T9 氫鍵形成順序與RMSD 曲線關係圖……………………34
圖3-3.2 V1氫鍵形成順序與RMSD 曲線關係圖…………………….35
圖3-3.3 T14 氫鍵形成順序與RMSD 曲線關係圖…………………..36
圖3-4.1 T18~T20 之RMSD與N-C端距離關係圖………………….39
圖3-4.2 T18~T20折疊時各時間點結構圖…………………………….40
圖3-4.3 T9 RMSD值與疏水聚集……………………………………..42
圖3-4.4 T9 RMSD值與疏水聚集……………………………………..42
圖3-5.1 I1結構………………………………………………………46圖3-5.2 I2結構………………………………………………………46
圖3-5.3 I3結構………………………………………………………47
圖3-5.4 I4結構………………………………………………………47
圖3-5.5 I5結構………………………………………………………47
圖3-5.6 I1氫鍵形成圖………………………………………………48
圖3-5.7 I2氫鍵形成圖………………………………………………49
圖3-5.8 I4氫鍵形成圖………………………………………………50
圖3-5.9 I5氫鍵形成圖………………………………………………51
圖3-6.1 中間態I1在400 K下 (a) 總能量分佈及其過渡態 (b) RMSD曲線、氫鍵形成圖…………………………………………………….55
圖3-6.2 中間態I2在600 K下 (a) 總能量分佈及其過渡態 (b)RMSD曲線、氫鍵形成圖…………………………………………………….56
圖3-6.3 中間態I3在800 K下 (a) 總能量分佈及其過渡態 (b) RMSD曲線圖………………………………………………………………….57
圖3-6.4 中間態I4在600 K下 (a) 總能量分佈及其過渡態 (b) RMSD曲線、氫鍵形成圖……………………………………………………58
圖3-6.5 中間態I5在400 K下 (a) 總能量分佈及其過渡態 (b) RMSD曲線、氫鍵形成圖…………………………………………………….59
圖3-7.1 T1 、T6、T11 (A94/MOD) 之RMSD曲線圖…………..62
圖3-7.2 I1 (A94/MOD) RMSD曲線圖……………………………..63
圖3-7.3 I2 (A94/MOD) RMSD曲線圖……………………………..64
圖3-8.1 I1將Asn12置換成Ala之疏水效應……………………...67
圖3-8.2 I6將Asn12置換成Gly後 (a) RMSD曲線圖 (b) Asp14 → Thr11氫鍵形成圖…………………………………………………….68

表目錄
表1-2.1 α-conotoxin類型……………………………………………….6
表3-1.1、α-conotoxin 20個NMR構形出現的氫鍵…………………24
表3-1.2、α-conotoxin恆溫300K模擬出現氫鍵的比例…………….24
表3-2.1、Α-conotoxin再折疊模擬至NMR-like結構的軌跡………..26
表3-2.2、α-conotoxin再折疊模擬至NMR-like結構的軌跡………..27
表3-2.3、α-conotoxin再折疊模擬至中間態構形的軌跡 …………..28
表3-4.1 T1~T23 疏水距離測試……………………………………..41
表3-7.1 I1 (A94/MOD)氫鍵比例……………………………………63
表3-7.2 I2 (A94/MOD)氫鍵比例……………………………………64

第五章 參考資料


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吳姿嫻，國立台灣師範大學碩士論文，2001。
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