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研究生： 王界明
論文名稱： 水通道蛋白質的結構預測與動力學模擬
指導教授： 陳啟明
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 物理學系
Department of Physics
論文出版年： 2005
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 62
中文關鍵詞： 水通道蛋白質 、蒙地卡羅模擬 、分子動力學模擬
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：249  下載：13 
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    • 摘 要

    我們建立了一個簡要的模型並利用三維非晶格的Metropolis蒙地卡羅法來預測AQP0水通道膜蛋白質在穿膜部份的8根α－helix的自然狀態結構，並分析其相關的熱力學性質，接著以蒙地卡羅模擬所獲得之初步結果為基礎，加上膜外和膜內所有連接穿膜部份各α－helix的環狀分子鏈，並考慮每個胺基酸殘基上的所有原子，來進行分子動力學模擬，最後得到之AQP0穿膜部份8根α－helix的結構與X-ray繞射得到之結構比較的方均根差（RMSD）為4.056。

    目 次 摘要 第一章 淺談水通道膜蛋白質 1.1 水通道蛋白質（Aquaporin）簡介 1 1.2 Aquaporin的發現歷史 2 1.3 Aquaporin在生理醫學上之重要性 4 1.4 Aquaporin的構造 7 第二章 AQP0穿膜部份結構的蒙地卡羅電腦模擬 2.1 蒙地卡羅運算法 16 2.2 Metropolis蒙地卡羅運算法 18 2.3 模擬AQP0穿膜部份結構的蒙地卡羅模型 23 2.4 直方圖法分析蒙地卡羅模擬結果 43 第三章 AQP0結構的分子動力學模擬 3.1 簡介分子動力學模擬 52 3.2 MD模擬AQP0結構之流程及結果 53 第四章 結論 61 參考資料 62 圖1 細胞有無aquaporin之實驗對照圖 4 圖2 Aquaporin四聚體頂視圖 10 圖3 Aquaporin單體側視圖 11 圖4 Aquaporin結構示意圖 12 圖5 Aquaporin家族胺基酸序列比較圖 13 圖6 Aquaporin阻止質子通透示意圖 14 圖7 水分子通過Aquaporin通道 15 圖8 Metropolis蒙地卡羅運算法流程圖 22 圖9 以平均疏水性指數預測各helix之胺基酸序列 26 圖10 PDB與MC模擬結果各helix柱中心座標比較圖 40 圖11 單一直方圖法作T=0.3,0.7及∞時能量機率分佈圖 48 圖12 熵與能量關係曲線S（E）的擬合情形 49 圖13 多重直方圖法估算能量與溫度關係曲線E（T） 50 圖14 比熱與溫度關係曲線Cv（T） 51 圖15 MD模擬RMSD與總位能隨時間分佈曲線 58 圖16 RMSD=4.056之結構與X-ray繞射結構比較圖 59 表1 AQP0所有helix始末殘基及個數表 24 表2 各helix之胺基酸序列預測與PDB結果比較表 27 表3 AQP0原有殘基與模型簡化後殘基對照 26 表4 PDB與MC模擬結果各helix柱傾斜角比較表 41 表5 PDB與MC模擬結果各helix柱方向角比較表 42 表6 PDB、MC模擬及MD模擬結果各helix柱傾斜角與方向角比較 表 60

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