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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：246  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

    參考資料：
    1.Tamir Gonen, Piotr Sliz,Joerg Kistler,Yifan Cheng &
    Thomas Walz,Aquaporin-0 membrane junctions reveal the
    structure of a closed water pore, NATURE vol 429（2004）.
    2.David Kozono, Masato Yasui, Landon S. King ＆ Peter Agre,
    Aquaporin water channels:atomic structure and molecular
    dynamics meet clinical medicine, J. Clin. Invest. vol 109
    （2002）.
    3.Kazuyoshi Murata,Kaoru Mitsuoka ＆ Teruhisa Hirai,
    Structural determinants of water permeation through
    aquaporin-1,NATURE vol 407（2000）.
    4.Yifei Kong and Jianpeng Ma, Dynamic mechanisms of the
    membrane water channel aquaporin-1 (AQP1), PNAS vol 98
    no.25（2001）.
    5.Karin L. Ne'meth-Cahalan and James E. Hall, pH and
    Calcium Regulate the Water Permeability of Aquaporin 0,
    Journal of biological chemistry vol.275, no.10（2000）.
    6.Robert M. Stroud, Selectivity and conductance among the
    glycerol and water conducting aquaporin family of
    channels, FEBS Letters 555（2003）.
    7.D.L. Connolly, C.M. Shanahan, P.L. Weissberg, The
    aquaporins：A family of water channel proteins, J.
    Biochem. Cell Bio. 30（1998）.
    8.Haixin Sui, Bong-Gyoon Han, Structural basis of water-
    specific transport through the AQP1 water channel, NATURE
    vol.414（2001）.
    9.Boaz Ilan ＆ Emad Tajkhorshid, The Mechanism of Proton
    Exclusion in Aquaporin Channels, PROTEINS：Structure,
    Function and Bioinformatics 55（2004）.
    10.Guido A. Zampighi, Structure of Functional Single AQP0
    Channels in Phospholipid Membranes, J. Mol. Biol. 325
    （2003）.
    11.Emad Tajkhorshid, Peter Nollert ＆ Morten Jensen,
    Control of the Selectivity of the Aquaporin Water
    Channel Family by Global Orientational Tuning, SCIENCE
    vol.296（2002）.
    12.Jin Sup Jung and Peter Agre, Molecular Structure of the
    Water Channel through Aquaporin CHIP, J. Biol. Chem.
    vol.269, no.20（1994）.
    13.Bert L. de Groot and Helmut Grubmuller, Water Permeation
    Across Biological Membranes:Mechanism and Dynamics of
    Aquaporin-1 and GlpF, SCIENCE vol.294（2001）.
    14.A. S. Verkman and Alok K. Mitra, Structure and function
    of aquaporin water channels, Am. J. Physiol. Renal
    Physiol. vol.278（2000）.
    15.C.-M. Chen and C.-C. Chen, Computer Simulations of
    Membrane Protein Folding: Structure and Dynamics,
    Biophys. J. vol.84, 1902（2003）.
    16.C.-C. Chen,C.-M. Chen, C.-C. Wei ＆ Y.-C. Sun, Structure
    and Folding Dynamics of Bacteriorhodopsin：Off-Lattice
    simulations（2005）.

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