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蛋白质的机械稳定性在细胞粘附、肌肉收缩等众多生命过程研究中扮演着重要的角色,如何对蛋白质的机械性能进行有效调控是结构生物学领域有待解决的重要问题。目前,对蛋白质机械稳定性进行调控的主要手段是直接调节蛋白质结构中的抗力部位,从而达到对蛋白质机械性能的调控。近期有研究小组利用原子力显微镜实验发现了一个有趣的现象,即人类免疫球蛋白的Fc片段(hFc)不是直接作用于抗力部位,而是通过一种长程变构效应达到对GB1蛋白质机械性能的调控,然而这种长程调节蛋白质机械稳定性的内部机制并不清楚。本论文采用拉伸分子动力学(SMD)模拟方法,研究了GB1蛋白结合hFc前后力学性能的变化,在此基础上提出了hFc对GB1力学性能的调控机制。主要内容如下:首先,我们利用恒速SMD(cv-SMD)模拟以及恒力SMD(cf-SMD)模拟分别研究了GB1蛋白结合hFc前后的受力去折叠过程以及去折叠力的大小,探讨了配体结合对GB1蛋白的机械稳定性的影响情况。其次,基于GB1单体蛋白和GB1-hFc复合物的SMD模拟轨迹,我们对两个体系中β1-β4、β1-β2和β3-β4之间的氢键断裂情况进行了分析,成功找到了GB1蛋白结构中的抗力部位,并且研究表明,hFc配体的结合并不改变体系的抗力部位。最后,我们分析了GB1蛋白的抗力部位和配体结合部位在外力作用下的形变情况,在此基础上,提出了配体结合对GB1蛋白机械稳定性的长程调控机制。我们发现拉伸外力在引起蛋白质抗力部位发生形变的同时也会导致结合部位发生形变,也就是说这两个部位存在一种长程耦合关系,当配体hFc结合时,它能够有效限制结合位点的形变,从而导致GB1蛋白的抗力部位形变减弱,进而提升GB1蛋白的力学性能。我们的研究不仅在原子层面上提供了GB1蛋白去折叠过程,并且解释了配体hFc结合对GB1蛋白机械稳定性影响的机制。