时间:2026年4月28日(星期二)14:00-15:30
地点:西湖大学云谷校区E14-212
主讲人:澳大利亚国立大学 方毅
报告题目:单分子蛋白质折叠理论
报告摘要:
一个函数:构型吉布斯自由能函数 (conformational Gibbs free energy function, CGF)。CGF的变量是一个蛋白质的构型,一个由n个原子组成的蛋白质的所有构型是3n维欧氏空间的一个闭子集,蛋白质本身和环境是CGF的两组参数。
一个假说:单分子热力学假说 (single molecule thermodynamic hypothesis, SMTH):所有稳定构型都是相应的CGF函数的极小点。这个假说说明蛋白质折叠遵循动态热力学第二定律,符合当代对蛋白质折叠的认识。
一个理论:单分子蛋白质折叠理论。
只用CGF和SMTH的概念,我们可以阐明蛋白质的结构会随着环境而变化,例如蛋白质变性(protein denaturation, 其实是变形, 几何形状的变化)。这是由于环境改变会诱导蛋白质折叠。两个分子相结合,不管是共价键结合或者非键结合,也会诱导折叠,其结果就是就是结合后会有构型变化,称为结合后变形。
一个蛋白质,从其合成起到其被水解止,会经历许多次折叠,其结构也会多次变化。所以蛋白质结构绝非像以前所认为的那样一成不变。
运用上述蛋白质结构的动态特征,我们可以阐明别构调节的工作原理就是结合诱导的折叠。别构调节被称为生命科学的第二个秘密,六十五年来其工作原理始终没有定论。
利用由量子统计力学方法推导出的CGF在水环境中的公式,我们也可以解决结合部位的判别和选择标准,这在人工合成药物的研究中有大用。
此外,蛋白质折叠的运动方程是一个Langiven方程,目前还没有解。