蛋白质疏水电荷诱导色谱的粗粒化分子动力学模拟
蛋白质的分离纯化是利用基因重组技术生产蛋白质产品的关键环节.疏水电荷诱导色谱(Hydrophobiccharge induction chromatography，HCIC)是耦合疏水吸附过程和静电排斥洗脱的新型液-固吸附型色谱技术,具有条件温和、吸附容量高和易于洗脱等优点,已成功应用于抗体和其它蛋白质的分离.在前期工作中,已利用分子动力学模拟和HPN 粗粒化模型研究HCIC 过程,考察其作用细节以及46?桶状模型蛋白质的构象变化,指出吸附和洗脱过程的关键因素,阐明配基密度、分布以及流动相pH值等的影响规律.本文采用更精细的MARTINI 粗粒化力场,构建溶菌酶和商业化HCIC 介质MEP Hypercel的粗粒化模型,考察溶菌酶和配基之间的微观作用机制,展示溶菌酶的吸附洗脱行为,研究HCIC 过程及其影响因素,探索实际蛋白质分离纯化策略的理性设计.初步结果表明MARTINI 力场计算的溶菌酶-MEP 配基间疏水相互作用偏强,导致溶菌酶在琼脂糖基质上形成不可逆吸附,偏离实验现象.因此,基于全原子力场GROMOS96 43A1 修正溶菌酶-MEP 配基间相互作用参数.修正后的力场能够正确描述溶菌酶的吸附行为,与实验现象和前期模拟结果相符.模拟结果显示,吸附发生前,溶菌酶不断调整自身构象及方位以便与配基形成最低能量接触;吸附到配基表面后,溶菌酶还能够在配基表面转动,以形成更低能量的吸附状态.因而,通过合理调整力场参数,可以将MARTINI 力场应用到HCIC 体系,考察各种实际蛋白质的吸附洗脱行为.进而,通过分子动力学模拟方法开展计算机色谱实验,指导介质的理性设计和操作参数的针对性优化,为HCIC在实际蛋白质分离纯化中的应用推广奠定基础.
疏水电荷诱导色谱 分子动力学模拟 粗粒化模型 蛋白质 分离纯化 基因重组 溶菌酶
张麟 吴瑕 白姝 孙彦
天津大学化工学院生物工程系,天津,300072
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2010-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）