蛋白质多肽分子体系动态结构及超快振动光谱参数研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21103021
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    蔡开聪
  • 依托单位：
    福建师范大学
  • 学科分类：
    B0301.化学理论与方法
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

蛋白质是生理功能的执行者，对蛋白质结构和功能的研究有助于阐明生命现象的变化机制。本项目旨在发展蛋白质多肽分子体系结构检测的方法，结合量子化学计算和分子动力学模拟手段，实现分子动态结构及超快振动光谱参数的快速预测。以多肽小分子为研究对象，探索气相中分子结构的布居特性，了解对分子结构敏感的振动探针的光谱表象，将光谱信息与分子结构有机地联系起来。建立多肽－溶剂聚集体模型，开展全原子分子动力学模拟，跟踪溶液相中分子体系的动态结构及微环境的波动，表征不同溶剂环境下，溶质－溶剂间可能存在的非键相互作用强弱及其竞争关系。尝试构建基于量化/经典力学的静电频率转换模型，将溶剂静电作用投影于分子特征基团之中，预测溶液相分子体系中关键基团的瞬态振动光谱参数及其变化轨迹，借助光谱手段揭示分子结构动力学行为，提出蛋白质二级结构预测的合理途径，为在化学键水平上研究蛋白质发挥作用的机制提供科学依据。

结项摘要

本项目致力于发展蛋白质多肽分子体系结构检测的方法，对多肽模型分子开展量子化学计算，探索其结构布居特性以及体系势能变化，确定分子体系倾向于形成的稳定构型。同时引入对分子结构敏感的振动探针(如酰胺振动吸收带)，借助其光谱表象，构建了振动光谱参数与分子结构之间的联系。建立多肽－溶剂聚集体模型，开展全原子分子动力学模拟，跟踪溶液相中分子体系的动态结构及微环境的波动，表征不同溶剂环境下，溶质－溶剂间可能存在的非键相互作用强弱及其竞争关系。构建基于分子力学力场的静电频率转换模型，将溶剂的作用以静电势场的形式投影到多肽分子骨架上，观测作为结构探针的酰胺-I带的振动频率及光谱线型等参数的变化，实现不同极性溶剂中分子光谱的快速预测和结构解析，揭示分子结构动力学行为。研究结果对于理解溶液相中蛋白质空间构型、折叠机制以及蛋白质功能具有重要的理论价值，而且对于揭示蛋白质结构的改变对生物体的影响乃至预防疾病的产生有着重要的指导作用。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（0）
Anharmonic vibrational probe for N-methylacetamide in different micro-environments
不同微环境下N-甲基乙酰胺的非简谐振动探针
  • DOI：
    10.1016/j.vibspec.2013.01.005
  • 发表时间：
    2013-05
  • 期刊：
    Vibrational Spectroscopy
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Cai Kaicong;Liu Diwen;Lou Chenyu;Lin Shen
  • 通讯作者：
    Lin Shen
Solvent induced conformational fluctuation of alanine dipeptide studied by using vibrational probes
使用振动探针研究溶剂诱导的丙氨酸二肽构象波动
  • DOI：
    10.1016/j.saa.2014.08.126
  • 发表时间：
    2015-02-25
  • 期刊：
    SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Cai, Kaicong;Du, Fenfen;Su, Tingting
  • 通讯作者：
    Su, Tingting
Molecular mechanics force field-based general map for the solvation effect on amide I probe of peptide in different micro-environments
基于分子力学力场的不同微环境下肽酰胺I探针溶剂化作用总图
  • DOI：
    10.1016/j.saa.2013.08.058
  • 发表时间：
    2014-01-03
  • 期刊：
    SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Cai, Kaicong;Su, Tingting;Zheng, Renhui
  • 通讯作者：
    Zheng, Renhui
振动探针用于丙氨酸二肽在氯仿溶剂中的结构研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    福建师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蔡开聪;杜芬芬;刘佳;郭碧芬;苏婷婷
  • 通讯作者：
    苏婷婷
振动探针用于天冬氨酸二肽结构特性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi/spectroscopy and Spectral Analysis
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蔡开聪;刘的文;陈艳芳
  • 通讯作者：
    陈艳芳

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其他文献

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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