蛋白質摺疊的熱力學與動力學研究

計畫名稱:蛋白質摺疊的熱力學與動力學研究

所屬單位:化學系

研究團隊:林聖賢實驗室

計畫主持人:林聖賢

研究人員:蔡旻燁

資源需求:IMSL, Gaussian, Matlab, Discovery Studio, Material Studio

使用期間:2008/08~

研究主題:
蛋白質摺疊的熱力學與動力學研究

研究內容概述:
我們最近發展了蛋白質 ”摺疊-展開” 的易辛模型,在此模型 中,蛋白質分子被視為由彼此相互作用的 ”單元” 所組成的拓樸 系綜,而每一個 “單元” 可以是摺疊態或是展開態。蛋白質在溶 液中摺疊-展開的研究中,卡計、核磁共振、原子力顯微鏡、X 光 繞射以及光譜實驗 (包括圓偏振雙色譜、螢光、共振拉曼散射) 已 經被用來顯示由變性劑、pH 值、溫度等改變所造成的局部蛋白質 結構變化。實驗上發現蛋白質 ”摺疊-展開” 的自由能變化通常取 決於實驗的方法,以細胞色素c 來說,用螢光、吸收光譜、共振 拉曼散射以及圓偏振雙色譜定出的自由能彼此都不同,而且其 ” 摺疊-展開” 的行為也與用小角度X 光散射、卡計以及原子力顯微 鏡的結果不同。再者,在一定濃度的變性劑 (或溫度) 下,蛋白 質摺疊 (或展開) 的分率對時間變化的動力學研究中,通常是顯 示非指數型的衰變行為,這與一般蛋白質 ”摺疊-展開” 的雙態模 型預測的結果不同。 我們提出在蛋白質 ”摺疊-展開” 其熱力學與動力學的易辛模 型,並且說明如何應用此模型來分析細胞色素c、溶菌?。結果 顯示,某些實驗方法能夠提供蛋白質整體行為的熱力學以及動力 學資訊,然而,其他的方法只可以提供局部 ”群” 的行為。

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