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第一篇计算机组装论文范文参考：杂臂星型嵌段共聚物在稀溶液中自组装的计算机模拟研究
第二篇计算机组装论文样文：基于自恰平均场方法研究嵌段共聚物自组装的计算机模拟
第三篇计算机组装论文范文模板：嵌段共聚物在稀溶液中多级自组装行为的计算机模拟研究
第四篇计算机组装论文范例：嵌段共聚物在溶液中自组装的蒙特卡罗模拟及流变学研究
第五篇计算机组装论文范文格式：海洋细菌中有机氮降解与光能吸收关键蛋白的结构与功能研究

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第一篇计算机组装论文范文参考：杂臂星型嵌段共聚物在稀溶液中自组装的计算机模拟研究

软物质作为一种容易受到外界刺激发生响应的物质,已经引起了广大科学工作者的广泛关注.作为软物质的一个重要分支,嵌段共聚物在很多方面表现出了很新奇的行为.当嵌段共聚物达到一定浓度的时候,会自组装形成有序结构：例如胶束和囊泡等,并且这些组装体已经在很多方面有了广泛的应用.而树枝状的嵌段共聚物,例如星型嵌段共聚物和超支化嵌段共聚物等,在物理和化学性质上与传统的线型嵌段共聚物有着明显的区别,这也使得它们在自组装上表现出了非常特别的性质.

随着计算机硬件条件以及软件技术的发展,计算机模拟在当前的科学研究中发挥了越来越重要的作用.作为连接理论和实验的桥梁,可以通过适当的方法在计算机上对真实的实验进行模拟,并对理论加以验证.在本文的工作中,我们主要采用粗粒化的动力学模拟方法,对星型嵌段共聚物的自组装行为进行系统的模拟研究.

本论文的主要研究内容包括:

（1）研究了杂臂星型嵌段共聚物A_m(B_n)_2在溶液中自组装形成囊泡的行为.主要分析了自组装的过程,亲水分枝和疏水分枝的长度及分子构型对组装结构的影响.结果显示,杂臂星型嵌段聚合物在溶液中会自组装形成碟状胶束,之后弯曲闭合形成囊泡.当亲水部分的分枝较短时,容易形成囊泡结构；在可形成囊泡结构的条件下,双分子层囊泡膜的厚度随分枝长度的增加而增加.与构成相近的线型嵌段共聚物相比,这种杂臂星型嵌段共聚物更容易形成囊泡结构,并且形成的囊泡壁比较薄.

（2）研究了对称的星型嵌段共聚物(A_x)_y(B_x)_yC在稀溶液中的自组装行为.在这个星型嵌段共聚物中,A和B两种组分是不相容的,并且都是疏水的,C是中心粒子.因此,这种星型嵌段共聚物可以被看作是一种软的并且可变形的两面神粒子.在我们的布朗动力学模拟中,发现这些“软的两面神粒子”可以自组装形成层状蠕虫型的结构以及松散的聚集体等.通过系统地改变溶剂环境和温度,我们明晰了嵌段共聚物的结构和温度对组装聚集体的结构的影响.在较低的温度下,我们可以观察到大的层状蠕虫型聚集体.在升高温度的条件下,一些嵌段共聚物从聚集体上脱落,这种现象在有着较少分枝的嵌段共聚物上更为明显.星型嵌段共聚物两种组分的不相容性也会影响组装体的结构.我们发现当两种组分的不相容性越强,蠕虫状的结构就越来越狭长.

（3）研究了星型嵌段共聚物(A_x)_y(B_x)-yC在溶剂对A逐渐由良溶剂变为坏溶剂的条件下的自组装行为.在这个体系中,B是疏水的,A和B之间是不相容的.在我们的工作中,发现这种杂臂的星型嵌段共聚物在选择性溶剂,即溶剂对A是良溶剂中形成了球状胶束,并且胶束中包含的嵌段共聚物的数目随着嵌段共聚物内分枝的长度而减少.在分枝长度较短的星型嵌段共聚物中,当溶剂对A的不相容性增加的时候,可以形成如柱状、碟状等形状的胶束聚集体.而分枝长度较长的星型嵌段共聚物更容易形成球状胶束.在一定的溶剂环境中,A组分分枝较短的星型嵌段共聚物可以自组装形成囊泡结构.我们运用临界堆积参数的概念,对上述现象给予了机理上的解释.

（4）利用Chen等人建立的描述PS-PEO嵌段共聚物的粗粒化模型和力场参数,研究了与线形PS-PEO相同嵌段长度的杂臂星型嵌段共聚物PS_5-PEO_5在稀溶液中形成胶束的行为.我们发现在不同的降温速率下,PS_5-PEO_5达到稳定的胶束结构需要更长的降温时间,而PS_5-PEO_5杂臂星型嵌段共聚物自组装形成的聚集体的尺寸仅仅是PS-PEO二嵌段共聚物的聚集体的一半左右.通过对胶束尺寸分布的计算,发现PS_5-PEO_5更容易组装形成大小均一的胶束.我们也对模拟过程中嵌段共聚物链的构象变化进行了研究,发现在模拟开始阶段,杂臂星型嵌段共聚物的链更为伸展.但是在降温过程中,线型嵌段共聚物的嵌段会突然变得伸展,并且比星型嵌段共聚物的分枝的伸展程度要更大.

第二篇计算机组装论文样文：基于自恰平均场方法研究嵌段共聚物自组装的计算机模拟

嵌段共聚物是一类非常引人注目的高分子材料,它是我们所熟知的软物质大家庭的成员之一.它一般由两条或多条高分子链段经共价键相连而成,由于链段之间的不相容性,在本体和溶液体系中,将产生大量的微观有序结构.而这些微相结构可以应用于热塑橡胶、添加剂、和泡沫等材料的研究.同时,嵌段共聚物对于研究药物输运和光子晶体等高等材料也有着巨大的潜力.由于问题本身的复杂性以及实验的客观限制,人们也试图通过计算机模拟的方法来研究这些问题.计算机模拟不仅突破了实验和理论的限制,而且可以为研究者提供更多有价值的信息.本论文采用自恰平均场方法研究了嵌段共聚物在稀溶液中的自组装微相结构、多分散性对于囊泡形成的影响、多分散性对于线性三嵌段共聚物相图的影响和多分散性对于层状微相结构弹性模量的影响等问题,主要研究内容如下： 1．采用实空间自恰平均场理论在三维空间中研究了稀溶液中两亲性三嵌段共聚物的微相结构.模拟得到了复杂形态的胶束结构：如长条形囊泡、球形囊泡、三角形囊泡、项链形囊泡、环形胶束、环环相扣的网状胶束,而这些拟合结果得到了实验很好的印证.通过热力学分析,我们发现在一定的分子参数下,各种复杂的胶束结构在溶液中都是稳定的.同时它们的存在也强烈依赖于体系初始的浓度涨落,不同的涨落振幅也决定着不同的成核结构.同时我们对基本胶束结构,如球形囊泡和单环胶束的形成机理进行了探讨.

2．在实空间自恰场方法中引入Schulz函数描述体系的多分散性,来研究多分散性对于两亲性两嵌段共聚物在稀溶液中所形成囊泡结构的影响.模型中我们假定多分散性只体现在嵌段共聚物的某一链段上.当多分散性表现在亲水段时,我们的拟合结果显示,由于不同长度链段的分离,较小的多分散度将形成囊泡,而越大的多分散度指数将倾向于形成伪囊泡,甚至是胶束.较短的亲水链段倾向于占据A／B介面,而较长的亲水链段在囊泡的外壁侧伸展.同时在囊泡的内外两侧,不同链长的亲水段也有着不同的分离现象.这些拟合结果与Eisenberg等人的实验(Langmuir 19,5601,2003)有着很好的一致性.当多分散性表现在疏水段时,拟合结果也显示越大的多分散度指数倾向于形成伪囊泡,越长的疏水链

第三篇计算机组装论文范文模板：嵌段共聚物在稀溶液中多级自组装行为的计算机模拟研究

本论文利用粗粒化分子动力学（CGMD）方法,对嵌段共聚物的多级自组装行为进行模拟研究.首先研究了嵌段共聚物在不良溶剂中自组装形成具有良好对称性的纳米补丁粒子,并进一步利用不同交联度的补丁粒子在选择性溶剂中自组装形成三维网络结构及双连续膜结构,另外我们还研究了具有不同拓扑结构的两亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装形成花状胶束、桥状胶束、核壳状胶束等结构的过程.

我们从一条嵌段共聚物链出发,提出一种简单且准确的制备补丁粒子的方法,这个方法可以克服目前“由上而下”（top-down）加工补丁粒子方法的限制.我们所得到的补丁粒子的尺寸在7-17纳米之间,并且具有良好且可控的对称性,例如带有一个补丁（具有C_(∞v)对称性）、二个补丁（具有D_(∞h)对称性）、三个补丁（具有D_(3h)对称性）和四个补丁（具有T_d对称性）的粒子等.本工作建议了一种“由下而上”（bottom-up）通过控制链长及溶液性质,一步实现制备具有可控对称性纳米补丁粒子的方法.

我们进一步研究了双补丁粒子在选择性溶剂的自组装行为.补丁粒子的刚性和形变性是影响其自组装结构的重要因素,而其刚性和形变性可以通过改变补丁粒子内部的交联度进行控制.当溶剂对于补丁部分为不良溶剂而对于主体部分为良溶剂时,较高交联度下会形成三维网络结构,较低交联度下会形成短的线状结构；当溶剂对于补丁部分为良溶剂而对于主体部分为不良溶剂时,较低交联度下会形成双连续膜结构,较高交联度下会形成彼此连接的聚集体结构.

此外,我们还研究具有不同拓扑结构的两亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装情况.对于线型链,主要研究了溶剂条件以及链的刚性对具有不同组分比例的短链嵌段共聚物自组装结构的影响.当溶剂对于疏水嵌段为不良溶剂时,可以观察到花状胶束的出现；当链刚性比较大时,更倾向于形成桥状胶束；疏水嵌段的组分比例比较大时,我们更容易得到更多有序的自组装结构.同时我们也研究了链长对柔性嵌段共聚物链自组装的影响,随着链长的增加我们可以很容易看到单花状胶束到多花状胶束的转化.这些胶束可以作为预自组装结构,进而通过进一步自组装得到更多的多级自组装结构.对于接枝链,除了上述内容,我们还研究了改变溶剂选择性对自组装结构的影响,并得到了核壳状胶束和束状结构等.

第四篇计算机组装论文范例：嵌段共聚物在溶液中自组装的蒙特卡罗模拟及流变学研究

嵌段共聚物因其独特的结构和性质,通过在溶液中的自组装能够得到许多结构规整的胶束.这些胶束在纳米科技领域具有重要的潜在应用价值,因此对影响嵌段共聚物自组装的各种因素及形貌调控等方面的研究就显得尤为重要.由于自组装是涉及到多方面的复杂过程,将计算机模拟用于聚合物自组装的研究就成为一种便捷有效的方法.通过模拟能够进行组装结构的预测和规律的统计,可以使人们更加全面地了解聚合物自组装过程,并能为实验提供很好的理论依据.本文通过采用蒙特卡罗模拟方法,分别对AB/BC共混体系、ABC/AC共混体系、柱状受限以及软受限条件下的嵌段共聚物溶液自组装进行了研究,并考察了各种因素对组装结构及组装机理的影响规律.另外,形貌转变是嵌段共聚物溶液自组装过程中常见的现象,采用在线监测手段,才能够更加清晰地了解自组装形貌发生转变的详细过程.我们采用流变手段在线监测了嵌段共聚物溶液自组装形貌转变的过程,研究结果显示流变学手段是研究形貌转变过程的一种有效的在线研究方法.具体研究内容及结果如下：

一、AB/BC嵌段共聚物共混物在选择性溶剂中自组装形成两面神胶束的蒙特卡罗模拟.通过蒙特卡罗方法,我们发现当疏水的B嵌段间没有额外附加作用力时,两种嵌段共聚物共混物同样也能够共组装形成多种两面神胶束.通过建立胶束结构随B嵌段的疏水性及亲水的A和C嵌段间不相容性变化的相图,发现了胶束的整体形状是由B嵌段的疏水性决定的,而胶束的两面神结构则是由A和C嵌段间的不相容性来控制.此外,通过对典型的两面神胶束形成过程的分析,我们发现疏水嵌段B的胶束化过程发生在亲水嵌段A、C间出现微相分离之前.

二、ABC/AC嵌段共聚物共混物在嵌段C的选择性溶剂中的自组装.通过采用蒙特卡罗方法对此共混体系的自组装展开研究,发现在混合物中AC两嵌段共聚物主要起到表面活性剂的作用,能够调节ABC三嵌段共聚物和溶剂间的相互作用,因而形成了一些独特的多微区纳米颗粒.随着中间疏水嵌段B的长度增加,胶束形貌会由汉堡状转变为环围绕棒状,然后转变为具有反相结构的汉堡状纳米颗粒.随着AC共聚物含量的增加,在胶束中观察到的单独由AC共聚物形成的小球状胶束逐渐增多.此外,胶束的结构主要是由疏水嵌段与溶剂间的相互作用决定的,且改变聚合物组分间的不相容性也会对胶束结构产生一定的影响.结合第一章的模拟结果,可以证实共混方法是用于调节胶束形貌的一种有效手段.

三、两嵌段共聚物溶液在柱状受限下的自组装研究.模拟结果发现聚合物与孔道壁间的相互作用是决定孔道中胶束形貌的一个重要因素,并且在孔道中得到的胶束形貌及尺寸都相对较均一.孔道直径的增加会引起形貌发生转变,而在同一孔径下,聚合物浓度的增加则主要会使形貌沿孔道z轴方向的尺寸增加,通过统计聚合物单体间的相互接触数也证实了这一规律.均方回转半径的统计结果显示随le/D增加到一定程度,孔道的受限作用会变得明显,链的伸展程度相应降低.

四、软受限下ABA三嵌段共聚物的自组装.通过采用蒙特卡罗方法进行模拟,ABA三嵌段共聚物在软受限下能够得到一些独特的纳米结构,如内部带有单螺旋、双螺旋、堆叠的环及笼状结构的液滴状微球.随着B嵌段长度比例的增加,当嵌段A与B的疏水性相同时,B嵌段形成的区域会逐渐暴露在溶液中；当嵌段A和B的疏水性不同时,聚集体内部由B嵌段形成的区域逐渐变得更加连续.随着B嵌段疏水性的增强,对于A5B8A5嵌段共聚物,组装得到的形貌会发生由堆叠层状到花蕾状再到洋葱状的转变；而对于A7B4A7嵌段共聚物,组装形貌则是内部结构发生了由球状相向柱状相的转变.随着嵌段A和B之间不相容性的增加,B嵌段形成的区域会逐渐变得更加伸展.此外,我们还通过典型聚集体的形成过程研究了软受限下微球形成的机理.

五、对离子诱导嵌段共聚物溶液自组装形貌转变过程的在线流变学研究.通过对溶液粘度的实时监测,我们实现了离子诱导胶束形貌转变过程的在线研究.实验中发现,胶束由球形向棒状再向囊泡状转变的过程,粘度会相应地先增加后降低；而当形貌由棒状胶束的聚集体或片层转变为囊泡或球时,粘度会表现为持续降低.通过向胶束溶液中加入不同浓度的离子溶液诱导形貌转变时,我们发现所测得的粘度曲线会随形貌转变过程的不同而发生变化.本工作证实流变学方法可以实现稀溶液中聚合物胶束形貌转变过程的在线研究.

第五篇计算机组装论文范文格式：海洋细菌中有机氮降解与光能吸收关键蛋白的结构与功能研究

物质循环和能量流动是海洋生态系统运转的两个基本过程.在海洋生态系统中,氮循环是海洋物质循环的重要环节.海洋生态系统运转所需要能量主要来自海洋中藻类光合作用固定的太阳能.海洋微生物是推动海洋生态系统氮循环和光能固定的重要力量.研究和阐明海洋微生物参与氮循环与能量固定过程的关键蛋白的结构与功能,有助于揭示海洋生态系统运转的内在机理,从而为海洋资源的合理开发与海洋环境的保护提供理论依据.本文利用晶体结构解析、生化分析以及计算机模拟等手段对深海细菌参与氮循环的两个蛋白酶以及蓝藻中参与光能传递和转化过程的关键蛋白的结构和功能进行了研究,为阐明海洋微生物参与氮循环与能量固定过程的分子机制提供了重要理论依据.

1. Thermolysin家族金属蛋白酶自成熟机制的研究

Thermolysin家族是金属蛋白酶中一个非常重要的大家族,该家族的酶大多是细菌胞外蛋白酶,在环境有机氮的降解和地球氮循环中发挥着重要作用.Thermolysin家族金属蛋白酶(TLPs)在成熟过程中首先合成为一个没有活性的酶原,然后经过一个特定的自激活(autoprocessing)过程才能成为一个有活性的蛋白酶.由于缺少对TLPs成熟中各个中间体结构的解析,TLPs成熟的分子机制一直不清楚.

许多海洋细菌都能分泌TLPs用于胞外有机氮的降解,这些TLPs在海洋氮循环中发挥着关键作用.MCP-02是深海适冷菌Pseudoalteromonas sp. *9913分泌的一个金属蛋白酶.研究表明,MCP-02是一个典型的TLP.本部分以MCP-02为模型,通过突变和结晶,在国内外首次解析了TLP成熟中剪切后复合体的结构,并通过结构分析、生化突变实验和计算机模拟等详细研究了TLPs自成熟的分子机制.

我们首先重组表达了MCP-02,并对其成熟酶进行了结晶和晶体结构解析(1.7A).MCP-02成熟酶有着同Thermolysin (Thermolysin家族的原型)非常相似的结构,都由一个氮端结构域(N-terminal Domain, NTD)和一个碳端结构域(C-terminal Domain, CTD)构成.为了得到稳定的酶原或剪切后复合体用于结构研究,我们在MCP-02活性中心附近设计了一系列的突变.最终,获得了两个剪切后复合体的晶体结构(E346A和E369A).在剪切后复合体中,MCP-02的前导肽呈现一个巨大的“C”型结构环绕在CTD上.前导肽同催化结构域之间拥有很大的相互作用面(1541.98A2),其间存在着大量的氢键、盐键以及少量的疏水相互作用.另外,前导肽的碳末端深入到了催化结构域的活性中心中,最末端的His204取代了成熟酶中活化水分子而成为活性中心锌离子的第四个配位基,从而抑制了催化结构域的蛋白酶活力.

在剪切后复合体中,我们还发现催化结构域的第一个氨基酸Ala205同在酶原*价连接的His204分开了大约33A的距离,同时Ala205-Ser212之间的8个氨基酸形成一个新的β-折叠片插入到催化结构域氮端一个相对独立的结构域中.为了进一步研究这个过程,我们模拟计算了MCP-02酶原的结构.通过计算自由能发现,MCP-02酶原的能量远高于其剪切后复合体的能量,而且酶原的Tm值比剪切后复合体的Tm值高大约20℃.这些都表明从酶原到剪切后复合体的构象变化是一个由自由能驱动的过程.

通过对前导肽被催化结构域降解形成的片段进行氮端测序,我们发现催化结构域对前导肽的切割是从两个位点开始的(Ser49-Va150和Gly57-Leu58).结构分析与生化实验表明,这两个位点的切开会破坏FTP结构域的疏水核心,进而导致前导肽同催化结构域的解离,最终使蛋白酶MCP-02完全激活.

由于MCP-02是一个典型的TLP,而且大部分的TLPs具有相似的序列和结构,根据以上的研究结果,我们提出了Thermolysin家族金属蛋白酶成熟分子机制的模型.

2.MCP-01胶原蛋白酶催化结构域识别降解胶原蛋白的分子机制

胶原蛋白是海洋有机氮的重要组成成分,胶原蛋白的微生物降解也是海洋氮循环中的重要一环.MCP-01是深海细菌Pseudoalteromonas sp. *9913分泌的一个丝氨酸蛋白酶.研究表明MCP-01是一个S8家族丝氨酸胶原蛋白酶.虽然目前在S8家族中已报道数个胶原蛋白酶,但这些酶识别和降解胶原蛋白的机制还不清楚.

为了揭示MCP-01的催化结构域(catalytic domain, CD)识别和降解胶原蛋白的分子机制,我们通过X-射线衍射的手段解析了MCP-01CD的晶体结构.通过结构分析、序列比对和生化突变实验,我们发现MCP-01CD底物结合口袋周围的三个loop参与了胶原蛋白分子的识别,且这三个loop上含有的大量芳香族氨基酸和酸性氨基酸.对这三个loop上的芳香族氨基酸和酸性氨基酸的点突变实验表明这些氨基酸在识别胶原蛋白中起到了重要作用.通过与S8家族其它胶原蛋白酶和非胶原蛋白酶进行序列比对发现,底物结合口袋周围的三个loop上芳香族氨基酸和酸性氨基酸增多是S8家族丝氨酸胶原蛋白酶的一个共同特征,这进一步表明,这些loop以及上面的芳香族氨基酸和酸性氨基酸在S8家族胶原蛋白酶对胶原蛋白底物的结合中发挥着重要作用.另外,为了阐明MCP-01CD对胶原蛋白的降解机制,我们对MCP-01CD降解可溶性多肽底物与胶原蛋白的位点偏好性进行了分析,结果表明MCP-01CD并不具有很强的底物切割位点特异性,这有利于MCP-01CD对胶原蛋白的快速降解.我们的研究首次揭示了S8家族丝氨酸胶原蛋白酶识别降解胶原蛋白底物的分子机制,对进一步了解胶原蛋白的微生物生物降解过程具有一定帮助.

3.蓝藻藻胆体杆组装的分子机制

藻胆体是海洋蓝藻与陆地淡水蓝藻的光能捕捉复合体,是光合作用中能量固定的第一步.蓝藻藻胆体主要由藻胆蛋白和少量连接蛋白构成.连接蛋白在藻胆体的组装和能量传递中起重要作用.蓝藻连接蛋白*包含三个结构域：Pfam01383结构域、Pfam00427结构域和Pfam00502结构域,除Pfam01383结构域以外,另外两个结构域在蓝藻中行使其功能的结构基础一直不清楚.本部分首先解析了Pfam00427结构域的晶体结构,并在此基础上通过生化突变实验和分子动力学模拟等研究了蓝藻藻胆体杆组装的分子机制.

我们首先重组表达了模式蓝藻Synechocystis sp. PCC6803中Pfam00427结构域,然后对其进行了蛋白纯化和结晶,并用3-碘-酪氨酸取代的方式解析了Pfam00427的晶体结构(1.9A).总体上,Pfam00427结构域包含有6个α-螺旋,且α3和α6的C末端具有一个小的扭曲.Pfam00427结构中的6个α-螺旋排列成一种特殊的点对称结构.通过利用DALI服务器对Protein Data Bank搜索发现,Pfam00427结构域代表了蛋白质折叠中的一种新的折叠类型(fold).

为了研究Pfam00427如何结合在C-PC(αβ)6(C-phycocyanin)的*空腔内,我们运用软件AutoDock模拟了Pfam00427-C-PC (αβ)6的结构.同时,采用GST pull-down技术研究了Pfam00427同C-PC之间的相互作用.通过大量的突变实验发现,Pfam00427主要通过一块保守“C-PC结合区域”同C-PC相互作用.基于这些生化分析,我们对对接结果中最为合理的一个模型进行了分子动力学模拟,最终得到了Pfam00427-C-PC (αβ)6的结构模型.

我们进一步把模拟的LRT(即Pfam01383结构域)通过比对放入到Pfam00427-C-PC (αβ)6模型中,得到了蓝藻藻胆体杆的最基本单元Pfam01383-Pfam00427-C-PC (αβ)6的模型.然后,我们把这种组装方式运用到了整个藻胆体杆上,得到了蓝藻藻胆体杆组装的精细模型.在这个模型中,连接蛋白LR跨越两个(αβ)6将其连接起来,很好地解释了连接蛋白是如何介导藻胆体杆的组装的.我们基于Pfam00427的晶体结构、生化分析和计算机模拟提出的蓝藻藻胆体杆的精细分子模型,首次从蛋白质分子结构层面上揭示了藻胆体杆的组装机制,并对前人提出的模型进行了细化和修正,这对于进一步详细了解整个藻胆体的组装方式具有很大帮助.

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4.LcM氮端结构域Pfam00502自色素化机制及藻胆体末端能量受体的分子模型

在蓝藻藻胆体核心部分中,存在着一个重要的连接蛋白LCM.LCM是藻胆体末端能量受体(αβ)2(LCMβ18)(Terminal Energy Acceptor, TEA)的主要组成部分,负责从藻胆体向光系统Ⅱ传递能量.LcM的氮端具有一个藻胆蛋白类似结构域Pfam00502(LP502).研究表明,LP502结构域能够发生自色素化.然而,LP502自色素化的机制和TEA详细的结构信息一直不清楚.本部分对这些问题进行了研究.

通过一系列的突变实验,我们发现自色素化是LP502独有的性质.LP502的自色素化位点不能被转移,同样,其它藻胆蛋白也不能通过突变而自色素化.通过测量不同LP502突变体同藻胆素PCB (phycocyanobilin)孵育后的光谱吸收变化和进行锌离子染色电泳分析发现,LP502的两个突变体S152A和C190S能够特异性地结合藻胆素PCB分子而不与之共价交联.这表明LP502自身能够不依赖裂合酶而准确地识别PCB分子,这解释了LP502为什么能够自色素化.

为了寻找PCB分子在LP502上的结合口袋,我们对LP502上的一系列氨基酸进行了突变.结果表明,PCB在LP502上的结合口袋同其在APC(allophycocyanin) α-亚基上的结合口袋是一致的,且Arg154和Asp155两个氨基酸在结合PCB分子上起着关键作用.

基于这些生化研究,我们使用计算机模拟的手段建立起了一个LP502-PCB复合体的结构模型.在这个模型中,PCB结合于LP502上一个大而深的口袋中,而且PCB的A环旋转了大约70度,D环则旋转了接近90度.详细的结构分析表明,Ser152与PCB的A环也形成了一个氢键,使得PCB的A环上的亚*朝向Cys190而促进了硫醚键的形成.如果将Ser152突变为Cys,将会导致LP502色素化复合体的最大吸收峰由667nm蓝移到了646nm,这表明Ser152对维持LP502的特征吸收光谱具有重要作用.

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