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蛋白质和生物大分子之间的相互作用在生命过程中扮演着的至关重要的角色,例如信号传导,信使RNA加工以及基因调控。为了充分理解这些生命过程,我们需要清楚的认识生物大分子结合的机制。分子识别机制是生命科学的重要课题,对生物分子相互作用预测,疾病治疗以及调控生命进程有着重要的指导意义。形成复合体之前的识别过程是生物大分子相互作用的第一步。之前的研究表明:静电相互作用在分子远距离方向调整中有着极其重要的作用并且具有增加蛋白质与生物大分子结合速率的能力。我们知道RNA分子上磷酸基团带有大量的负电,因此我们有理由相信静电相互作用在蛋白质-RNA识别过程中的作用比蛋白质-蛋白质识别过程起到更为重要的作用,也就是说,这种相互作用使得蛋白质和RNA可以在游离态时更容易找到对方。本文中,我们研究了蛋白质和RNA分子在相距5到7时静电相互作用对两分子取向的影响。我们开发了一种基于快速傅利叶变换的采样算法—LEDock,来计算相距一定距离的蛋白质和RNA静电相互作用情况。我们的计算结果表明,在5到7范围时,大部分蛋白质和RNA分子的取向与随机分布存在着很大差别,更接近天然态复合体的取向。同时我们在78组复合体中的62组蛋白质上的RNA结合位点附近发现了静电势阱。我们还在23组游离态的蛋白质上进行RNA结合位点预测,发现LEDock比已知的RNA位点预测方法BindN要更加优秀。蛋白质-蛋白质已经研究了几十年,基于对蛋白质界面的分析,研究人员开发了一系列预测蛋白质相互作用位点的方法。这些方法大多数是基于界面的物理化学性质,例如,氢键,亲疏水性,界面倾向性,几何特性和残基的进化保守性。我们对LEDock进行拓展,开发了一种基于长程静电相互作用的蛋白质相互作用位点预测算法,我们的方法中没有依靠可调参数也没有依赖训练集,因此相对传统方法更有物理意义。我们在蛋白质相互作用数据库(benchmark4.0)中做了测试,结果比较令人满意。白血病是一种非常难以治愈的疾病。目前使用的化疗药物大多数是针对处于增殖期的白血病细胞,却无法清除静止期的LSCs。因此如果我们可以从引发白血病的源头入手,便可以找到治疗白血病的新方法。实验研究发现HERG1型钾离子通道蛋白在白血病细胞及白血病干细胞(LSCs)上表达而在正常造血干细胞和白细胞上不表达,同时白血病患者的骨髓基质中SDF-1的浓度相较健康人有明显的提高。再者,研究发现SDF-1能增强HERG1K+电流。基于以上实验结论,我们推测,SDF-1可能直接作用于HERG1型钾离子通道通道。因此我们采用LEDock和Rosetta软件预测SDF-1与HERG K+通道可能的相互作用复合体结构。通过分析预测结构发现,我们预测的复合体结构可以很好的支持实验证据,可以作为将来进一步实验的理论依据和参考。