简谈基于粗颗粒模型细胞内大分子相互作用网络-站
最后更新时间：2024-02-20
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论文导读：持合适的浓度比例有利于形成稳定的聚类,随着时间变化,聚类的大小有轻微的波动,说明蛋白质作用网络处于一个动态平衡中。5.在细胞质模型基础上引入RNA和环状DNA分子,构建大肠杆菌虚拟细胞模型,采取相同的模拟和浅析策略,验证了蛋白质浓度及电荷对蛋白质在细胞内运动和相互作用的影响,该结论可以推广运用到整个细胞。探讨表明细
摘要：细胞是生命的基本单位,对细胞的深入探讨是揭开生命奥秘、征服疾病和造福人类的关键。细胞内含有蛋白质、核酸等生物大分子,这些大分子进行一系列复杂而又精密的生化反应和生理历程,形成了细胞内大分子相互作用网络。为了同步、直接的观察和探讨这一作用网络,论述生物学家们构建了不同的虚拟细胞模型,但是有些模型太粗糙导致计算结果不准确,有些模型计算结果与实验接近,但计算量大计算耗时,无法推广运用到更深层次上的细胞探讨中。本论文在前人探讨基础上,引入了静电作用和疏水作用项,构建了含206种最小蛋白质组的大肠杆菌粗颗粒细胞质模型和细胞模型,通过建立验证模型进行扩散运动浅析,证明了构建的模型不仅计算量相对较小而且结果与前人实验和论述探讨相近,能正确描述细胞内环境的运动性质,对于深入了解细胞内生理变化,进而探讨生命奥秘具有非常重要的论述作用和现实作用。本论文的主要探讨内容和结果如下：1.利用大肠杆菌最小蛋白质组的206种蛋白质构建细胞质粗颗粒模型,通过浅析,发现不同pI值下206种蛋白质的种类数和总个数均呈分布；而蛋白质在pH=7时的静电荷则与蛋白质的质量呈负的线性相关联系,即大部分带正电荷的蛋白质,其分子质量都比较小,而分子质量越大的蛋白质,可能带越多的负电荷。2.基于郎之万方程,对构建的11个细胞质模型利用NAMD软件进行长时间尺度布朗动力学模拟,利用CHARMM、Mathematica和Python等程序编程辅助进行模拟结果的统计浅析,结果发现细胞中蛋白质之间形成了复杂的相互作用网络联系。3.探讨正常浓度蛋白质组模型NMl-3、M8、M16的扩散运动和碰撞行为,进一步浅析蛋白质相互作用网络的分布特点和规律,结果发现,蛋白质分子质量和电荷影响其扩散性质,蛋白质的扩散常数随荷质比增大而增大；细胞内蛋白质的平均碰撞数随绝对电荷的增大而增大,越接近电中性的蛋白质,其碰撞几率也越低。4.分子之间直接或间接的接触会形成聚类,聚类的形状和大小反映了相互作用网络的空间分布,通过随机浓度蛋白质组模型RM1-6与正常浓度模型NM1-3比较,发现正常浓度模型的聚类平均值最大,细胞内蛋白质维持合适的浓度比例有利于形成稳定的聚类,随着时间变化,聚类的大小有轻微的波动,说明蛋白质作用网络处于一个动态平衡中。5.在细胞质模型基础上引入RNA和环状DNA分子,构建大肠杆菌虚拟细胞模型,采取相同的模拟和浅析策略,验证了蛋白质浓度及电荷对蛋白质在细胞内运动和相互作用的影响,该结论可以推广运用到整个细胞。探讨表明细胞中带正电荷蛋白质和带负电荷蛋白质维持合适的浓度比例有利于细胞内蛋白质作用网络的形成,蛋白质分子质量、电荷和浓度对这一作用网络有着非常重要的影响。关键词：大肠杆菌论文最小蛋白质组论文粗颗粒细胞模型论文蛋白质相互作用网络论文郎之万动力学论文扩散运动论文碰撞浅析论文聚类浅析论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要2-4
ABSTRACT4-7
目录7-9
第一章 绪论9-18
第一节 细胞9-10
第二节 最小基因组10-12
第一节 布朗动力学模拟论述与策略18-21
第一节 前期准备工作33-37
第一节 模型的描述44-48
第三节 大分子相互作用网络浅析49-56
第五章 粗颗粒细胞模型的模建与浅析57-60
第一节 实验操作57-58
第二节 结果与浅析58-60
讨论60-61
结论61-63
参考文献63-70
附表1 细胞质内208种大分子的信息70-76
附表2 不同细胞质模型中大分子的拷贝数76-79
致谢79-80
攻读学位期间发表的学术论文目录80-81
摘要：细胞是生命的基本单位,对细胞的深入探讨是揭开生命奥秘、征服疾病和造福人类的关键。细胞内含有蛋白质、核酸等生物大分子,这些大分子进行一系列复杂而又精密的生化反应和生理历程,形成了细胞内大分子相互作用网络。为了同步、直接的观察和探讨这一作用网络,论述生物学家们构建了不同的虚拟细胞模型,但是有些模型太粗糙导致计算结果不准确,有些模型计算结果与实验接近,但计算量大计算耗时,无法推广运用到更深层次上的细胞探讨中。本论文在前人探讨基础上,引入了静电作用和疏水作用项,构建了含206种最小蛋白质组的大肠杆菌粗颗粒细胞质模型和细胞模型,通过建立验证模型进行扩散运动浅析,证明了构建的模型不仅计算量相对较小而且结果与前人实验和论述探讨相近,能正确描述细胞内环境的运动性质,对于深入了解细胞内生理变化,进而探讨生命奥秘具有非常重要的论述作用和现实作用。本论文的主要探讨内容和结果如下：1.利用大肠杆菌最小蛋白质组的206种蛋白质构建细胞质粗颗粒模型,通过浅析,发现不同pI值下206种蛋白质的种类数和总个数均呈分布；而蛋白质在pH=7时的静电荷则与蛋白质的质量呈负的线性相关联系,即大部分带正电荷的蛋白质,其分子质量都比较小,而分子质量越大的蛋白质,可能带越多的负电荷。2.基于郎之万方程,对构建的11个细胞质模型利用NAMD软件进行长时间尺度布朗动力学模拟,利用CHARMM、Mathematica和Python等程序编程辅助进行模拟结果的统计浅析,结果发现细胞中蛋白质之间形成了复杂的相互作用网络联系。3.探讨正常浓度蛋白质组模型NMl-3、M8、M16的扩散运动和碰撞行为,进一步浅析蛋白质相互作用网络的分布特点和规律,结果发现,蛋白质分子质量和电荷影响其扩散性质,蛋白质的扩散常数随荷质比增大而增大；细胞内蛋白质的平均碰撞数随绝对电荷的增大而增大,越接近电中性的蛋白质,其碰撞几率也越低。4.分子之间直接或间接的接触会形成聚类,聚类的形状和大小反映了相互作用网络的空间分布,通过随机浓度蛋白质组模型RM1-6与正常浓度模型NM1-3比较,发现正常浓度模型的聚类平均值最大,细胞内蛋白质维持合适的浓度比例有利于形成稳定的聚类,随着时间变化,聚类的大小有轻微的波动,说明蛋白质作用网络处于一个动态平衡中。5.在细胞质模型基础上引入RNA和环状DNA分子,构建大肠杆菌虚拟细胞模型,采取相同的模拟和浅析策略,验证了蛋白质浓度及电荷对蛋白质在细胞内运动和相互作用的影响,该结论可以推广运用到整个细胞。探讨表明细胞中带正电荷蛋白质和带负电荷蛋白质维持合适的浓度比例有利于细胞内蛋白质作用网络的形成,蛋白质分子质量、电荷和浓度对这一作用网络有着非常重要的影响。关键词：大肠杆菌论文最小蛋白质组论文粗颗粒细胞模型论文蛋白质相互作用网络论文郎之万动力学论文扩散运动论文碰撞浅析论文聚类浅析论文
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ABSTRACT4-7
目录7-9
第一章 绪论9-18
第一节 细胞9-10
第二节 最小基因组10-12
一、最小基因组介绍10-11
二、最小基因组探讨的作用11-12
第三节 大肠杆菌最小基因组12-14一、大肠杆菌介绍12
二、大肠杆菌最小基因组12-14
第四节 虚拟细胞模拟14-18一、计算模拟的作用14-15
二、虚拟细胞模拟的探讨近况15-17
三、本探讨立题依据17-18
第二章 论述基础与计算策略18-33第一节 布朗动力学模拟论述与策略18-21
一、布朗动力学原理18-20
二、布朗动力学模拟步骤及运用20-21
第二节 分子动力学模拟论述与策略21-24一、分子动力学模拟原理21-23
二、分子动力学模拟步骤及运用23-24
第三节 实验材料24-33一、NAMD分子动力学模拟软件25-28
二、CHARMM分子动力学模拟程序28-29
三、Mathematica科学计算软件29-30
四、Python程序设计语言30-33
第三章 粗颗粒细胞质模型的构建与模拟33-44第一节 前期准备工作33-37
一、细胞质模型中大分子种类的选择33
二、细胞质模型中大分子参数的确定33-36
三、确定细胞质模型中大分子的浓度36-37
第二节 构建模型37-40一、构建含50种蛋白质的验证模型37-38
二、构建包含206种蛋白质的细胞质模型38-40
第三节 模拟与优化40-44一、验证模型优化及模拟参数调整40-42
二、粗颗粒模型的模拟与优化42-44
第四章 粗颗粒细胞质模型的结果与浅析44-57第一节 模型的描述44-48
一、蛋白质种类和浓度44
二、pI与静电荷分布44-48
第二节 大分子扩散运动浅析48-49第三节 大分子相互作用网络浅析49-56
一、聚类浅析49-52
二、碰撞浅析52-56
第四节 小结56-57第五章 粗颗粒细胞模型的模建与浅析57-60
第一节 实验操作57-58
第二节 结果与浅析58-60
讨论60-61
结论61-63
参考文献63-70
附表1 细胞质内208种大分子的信息70-76
附表2 不同细胞质模型中大分子的拷贝数76-79
致谢79-80
攻读学位期间发表的学术论文目录80-81