摘要：蛋白质在很多生命过程中起着重要的作用,探索蛋白质相互作用的本质,可以为探索疾病的发生机理和研发新药开辟新的道路。人们想要进一步了解生命活动中的各式各样的基本元素的功能，则必须深入了解探索蛋白质之间的亲和能相互关系。本文主要目的就是阐述在现阶段，蛋白质相互作用界面丙氨酸残基突变亲和能研究的国内外状况，研究的意义性质，具体实验方法与实验数据。

现阶段被广泛运用的亲和能预测方法有三种：自由能扰动法，主方程法，衰退法。自由能扰动法抽样较为复杂，主方程法理论很强，相比较前两种方法，衰退法计算简便。本文课题研究的预测方法是基于结构的，属于主方程法。依靠计算亲合能预测突变残基前后的亲合能，进而计算突变稳定性。具体工作首先是收集整理蛋白质相互作用界面丙氨酸残基突变亲和能实验数据，搜集大数据集合，然后计算预测突变中亲和能变化，最后与实验测量数据比较。从结果看，预测线性回归不是特别好，通过仔细研究我们讨论了其原因。

关键词 蛋白质相互作用 丙氨酸突变 亲和能

Abstract：Protein plays an important role in many life processes and explores the nature of protein interactions and opens up new ways to explore the pathogenesis of disease and develop new drugs. People want to further understand the life of a variety of basic elements of the function, you must understand the relationship  between the exploration of protein affinity between the relationship. The main purpose of this paper is to describe the status of alanine residue mutation in the interface of protein interaction at home and abroad, the significance of the study, the  specific experimental methods and experimental data. At present, there are three kinds of affinity prediction methods which can be widely used: free energy perturbation method, main equation method and decay method. Free energy disturbance method sampling is more complex, the main equation theory is very strong, compared to the first two methods, the decay method is simple to calculate. The prediction method of this paper is based on the structure and belongs to the main equation method. The affinity of the mutant residues was calculated by calculating the affinity, and the mutation stability was calculated. The first work is to collect the albumin residues in the protein interface, and to collect the large data set, and then calculate the affinity change in the predicted mutation, and finally compare with the experimental data. From the results, the prediction of linear regression is not particularly good, by careful study of our discussion of its causes.

Keywords    Protein-protein interaction， Alanine mutation ，Affinity

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2蛋白质晶体结构分析预测领域的研究现状与发展 2

第二章蛋白质复合物界面丙氨酸残基突变计算研究 4

2.1蛋白质的组成 4

2.2蛋白质的相互作用 4

2.3热点残基及其数据库 5

2.4亲和能 5

2.5结合能预测研究方法 6

2.5.1界面模拟丙氨酸扫描 7

2.5.2计算热点的确定 9

第三章丙氨酸突变数据的计算预测 12

3.1实验数据与分析 12

3.2结果讨论 20

结论 21

致谢 22

参考文献 24

第一章绪论

1.1研究背景

蛋白质是生命的基础，生命活动过程的本质就是蛋白质相互作用，所以蛋白质相关研究课题是当下非常热门的话题。蛋白质之间的识别

在生命细胞和器官内部生物过程中起着至关重要的作用[1]。现如今，人们对基因组计划的研究已经为生命科学的研究打开了一扇新的大门[2]。蛋白质执行着生理功能的基本表征现象，它直接可观的体现了一切生命活动现象[3]。所以，蛋白质结构和功能可以用来解释生命在生理和病理条件下的变化机制。生命科学在当下主流的研究对象有两个，分别是功能基因组学和蛋白质组学。从生物学的角度来讲，基因表达的最终产物都是与之对应的蛋白质，因此我们可以通过对蛋白质的研究来认知基因功能[4]。经过科学家多年的努力，在对蛋白质相互作用的研究中发现，在使用丙氨酸突变扫描技术将蛋白质相互作用界面上的残基诱发突变成丙氨酸后，会对结合自由能变化产生非常显著的影响，科学家们将这种残基称为热点残基。蛋白质界面研究表明，能量分布不均匀。相反，存在称为热点的某些关键残留物，仅包含少量界面，但占结合能的大部分[5，6]。在实验上，通过评估自由能变化，将其变为丙氨酸，可以发现热点，对蛋白质缔合的稳定性起关键作用。本文的主要目的就是用实验数据与计算的结果做出比较分析，得出结论。