蛋白质分子折叠、聚合和功能运动

王炜教授

南京大学物理学院,固体微结构物理国家重点实验室,

江苏 南京210093 wangwei@nju.edu.cn

Abstract:

蛋白质分子是生命的基本物质,呈现出典型的软物质特征,具有丰富的生物学、物理学和化学等学科内涵。近年来,随着人们对蛋白质分子的生物、物理和化学特性的深入了解以及在相关实验技术和计算方法的进展,许多复杂蛋白质分子及其复合体的结构和功能被解析、被刻画,相关复杂相互作用和环境因素的影响和作用被揭示。但是,人们对这些复杂蛋白分子及其复合体的结构形成和功能运作执行的动力学过程和机制还缺乏深入的了解。我们将对近年来人们综合运用凝聚态与统计物理和计算物理/化学等学科的概念和方法开展蛋白质动力学理论模拟的进展和现状进行综述。此外,我们再简要报告我们课题组几个典型蛋白质分子体系的折叠、聚合和与功能相关的动力学和物理特征的研究工作。例如,建立考虑电荷转移描述的金属离子与蛋白质相互作用物理模型,基于量子力学计算得到了其相互作用势参数,刻画了锌离子介导的锌指蛋白的折叠过程;提出简化的两尺度耦合蛋白质聚合的物理模型,研究了拥挤环境中蛋白质二聚化的动力学和物理机制;发展多尺度生物大分子模拟计算方法,研究了具有复杂拓扑结构打结蛋白质的折叠,探讨了主导复杂拓扑结构蛋白质折叠关键动力学因素;用全原子模型模拟了钙调蛋白中钙离子的配位过程和功能相关的动力学与物理机制。此外,开展了相关实验研究,主要利用单分子力谱等表征手段研究了蛋白质分子结构变化的物理机制和分子组装的微结构物理特性。

报告人简介:

南京大学物理学院教授(1992年),博士生导师(1995年),长江计划特聘教授(1999年度,理论物理),南京大学生物物理研究所所长。1996年度获国家杰出青年基金,1997年获香港求是基金会-杰出青年研究奖(物理学),科技部973项目“非线性科学及其重要应用”首席科学家(2007-2011),科技部973项目“与激光聚变、自然灾害和深空探测等相关的非线性动力学斑图和轨道稳定性研究”首席科学家(2013-2017)。现任美国《Proteins》《中国科学G》等杂志编委。在Nature子刊、PNAS、PRL和JACS等期刊上发表学术论文200余篇。2010年获教育部自然科学成果奖一等奖。科研工作主要涉及凝聚态物理与生物交叉学科的研究:蛋白质折叠、聚集动力学以及复杂相互作用下生物分子组装微结构特性;生物网络系统信息过程的物理机制和动力学特性。

电子邮件地址:  wangwei@nju.edu.cn研究小组网址:  http://biophy.nju.edu.cn/