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蛋白质折叠计算机模拟研究进展 advances on computer simulations of protein folding

第 3 卷第4期集成技术 Vol. 3 No. 4

2014年7月 JOURNAL OF INTEGRATION TECHNOLOGY Jul. 2014

蛋白质折叠计算机模拟研究进展

魏彦杰张慧玲黄庆生

(中国科学院深圳先进技术研究院高性能计算技术研究中心深圳市高性能数据挖掘重点实验室深圳 518055)

摘要蛋白质折叠过程中的结构变异可能导致“折叠病”，比如老年痴呆症和多聚谷氨酰胺疾病等。因此蛋白

质折叠研究对于揭示“折叠病”致病机理、指导药物设计等具有重大意义。文章阐述了蛋白质折叠计算机模拟研

究的研究近况，分别介绍了蛋白质侧链研究、蛋白质折叠算法、蛋白质折叠病研究、蛋白质的分子动力学模拟和

蛋白质结构预测等几个方面。

关键词蛋白质折叠；并行蒙特卡洛算法；蛋白质结构预测；分子动力学模拟；蛋白质折叠病

中图分类号 TG 156 文献标志码 A

Advances on Computer Simulations of Protein Folding

WEI Yanjie ZHANG Huiling HUANG Qingsheng

( Shenzhen Key Lab for High Performance Data Mining, Center for High Performance Computing, Shenzhen Institutes of Advanced

Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen 518055, China )

Abstract Protein misfolding leads to many diseases, such as Alzhemizer disease and polyQ diseases, etc. Protein folding

is vital for the mechanism study of folding-related diseases. In this paper, several aspects in protein folding were reviewed,

including the side chain ordering, computational algorithms for protein folding, folding diseases, molecular dynamics

simulation and structure prediction.

Keywords protein folding; parallel monte carlo method; protein structure prediction; molecular dynamics simulation;

protein folding disease

1 引言相关研究可以帮助揭示生命遗传信息的表达和功

[1]

能传递的奥秘。在从一级结构到天然三维结构

蛋白质折叠问题是研究蛋白质如何在短时间的折叠过程中，蛋白质可发生误折或聚集，其结

内从一级结构(一维多肽链)折叠为天然三维结构和功能因此受到破坏，从而引起“折叠病”，

构，形成具有生命功能的大分子。生物体的遗传比如老年痴呆症、帕金森氏病和多聚谷氨酰胺