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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王柱傑
研究生(外文):Zhu-Jie wang
論文名稱:利用Masterequation研究晶格聚合物之摺疊過程
論文名稱(外文):Master equation approach to the folding of lattice heteropolymers : speed of convergence and folding landscape
指導教授:黃敏章
指導教授(外文):Ming-Chang Huang
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:應用物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:49
中文關鍵詞:蛋白質折疊
外文關鍵詞:protein folding
相關次數:
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長久以來,蛋白質摺疊的研究一直讓人感到興趣,因為蛋白質在短時間內由一條未摺疊的胜肽鏈達到一個穩定且唯一的狀態,而這個摺疊的過程讓大家感興趣,本論文主要在探討蛋白質摺疊的the longest finite relaxation time與folding landscape。
本文探討一條由12或者16個monomers所組成的蛋白質序列,計算其在二維晶格上所有可能的結構,並利用HP模型計算出每個結構中的接觸能計算出來。利用蒙地卡羅模擬法討論蛋白質摺疊的過程,由於所使用move sets的不同,便會有不同網路結構,因此在模擬過程中必須滿足ergodicity與detail balance兩個重要條件。所以在此提出一個新的轉換率,而此轉換率會滿足detail balance以及熱平衡守恆;將其代入Master equation中,選擇不同move sets並將其取對角化方法可求得the longest finite relaxation time。另外我們找出folding landscape與特徵路徑長的關係,並討論不同move sets之間的關係。
在最後結果中,我們發現the longest finite relaxation time和folding landscape與所選擇的move sets有關。
Protein folding is a very interesting problem in molecular biology. The problem is to explain how a sequence of amino acids folds into unique and stable structure with biological function through an astronomical number of conformations in milliseconds to seconds. This thesis focuses mainly on folding landscape and the longest finite relaxation time.
Base on the H-P model, we consider a chain of 12 or 16 monomers on two-dimensional square lattices. All possible conformations are obtained by exact enumerations. Firstly, three different move sets are employed to construct the corresponding conformation-networks. The transition rates between two connected conformations are determined by the Metropolis algorithm. Here, a new scheme, which satisfies the condition of detailed balance and converges efficiently to thermal equilibrium, is introduced. Then, based on the master equation with the transition rates obtained from the new scheme, we obtain the longest finite relaxation time by diagonalization method. Finally, based on the conformation networks, we calculate the folding landscape, which is expressed as the free energy as a function of conformation distance.
Our results strongly indicate that the folding kinetics depend very sensitively on the move sets.
目錄
中文摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第1章 緒論 1
第2章 蛋白質構形 3
2.1 前言 3
2.2 胺基酸的性質 5
2.3 蛋白質結構 7
2.3.1 蛋白質一級結構 8
2.3.2 蛋白質二級結構 9
2.3.3 蛋白質三級結構 11
2.3.4 蛋白質四級結構 12
第3章 二維晶格模型的蛋白質摺疊 13
3.1 前言 13
3.2 Hydrophobic-hydrophilic模型 14
3.3 Move set及其對應的網路 17
3.4 摺疊的模擬 20
3.4.1 Metropolis algorithm 20
3.4.2 The longest finite relation time 23
3.4.3 Folding landscape 25
第4章 結果與討論 27
4.1 結果 27
4.2 結論 33
參考文獻 35

表目錄
表2 1 遺傳密碼表。 4
表2 2 組成蛋白質的20種不同胺基酸。 7
表4 1 以MA模擬的結果。 27
表4 2 以MB模擬的結果。 28
表4 3 以MC模擬的結果。 28

圖目錄
圖2 1 蛋白質中19種胺基酸的化學結構。 5
圖2 2 脯胺酸的化學結構。 5
圖2 3 蛋白質組成。 8
圖2 4 蛋白質一級結構的示意圖。 9
圖2 5 α-螺旋在二維晶格上的示意圖。 10
圖2 6 β-摺疊在二維晶格上的示意圖。 11
圖2 7 三級結構的示意圖。 11
圖2 8 血紅蛋白的四級結構。 12
圖3 1 6x6緊密堆積結構圖。 15
圖3 2 5個monomers所有可能的9種結構。 15
圖3 3 4x4緊密堆積結構圖。 16
圖3 4 四種典型的moves。 18
圖3 5 MA中不能到達的結構。 19
圖3 6 Metropolis algorithm的流程圖。 20
圖4 1 MA之熵與特徵路徑長圖形。 30
圖4 2 MA之自由能與特徵路徑長圖形。 30
圖4 3 MB之熵與特徵路徑長圖形。 31
圖4 4 MB之自由能與特徵路徑長圖形。 31
圖4 5 MC之熵與特徵路徑長圖形。 32
圖4 6 MC之自由能與特徵路徑長圖形。 32
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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