背景[1-3]
四肽-27（四胜肽）是一种由四个氨基酸组成的寡肽，其增亮肤色的机理快速有效，可通过减少酪氨酸酶的数量和抑制黑色素细胞激活而提亮皮肤，并且亮肤肽适用于各种肤色的皮肤。
胜肽（peptide）即小分子的蛋白质，又称多肽或肽，它是由具有一定列的氨基酸通过酰胺键相连，有促进胶原蛋白生成、抗自由基氧化、消炎修复、抗水肿、促进毛发再生、美白、丰胸和减肥等功能。真正意义的美容胜肽须同时具备以下特点：①特定的氨基酸序列和分子量常见美容胜肽为2～10的氨基酸缩合物；②机理清晰：明确作用于皮肤某个微观受体；③添加量少；④来源大都为化学合成。
应用[4][5]
用于CH3COAla-Pro-TyrNHCH3四肽及其水溶液体系结构和性质的理论研究
首先排列组合了氨基酸二肽和三肽稳定构象,应用ABEEMσπ极化力场将这些组合后的构象优化,得到了一系列CH3COAla-Pro-TyrNHCH3(APY)四肽的理论模拟初始结构。其次在PDB和Coil Library两个数据库中截取了含有APY的蛋白质片段,作为初始的实验结构。最后使用ABEEMσπ极化力场研究了上述APY四肽水溶液的结构和性质。
本文具体研究内容如下:
1.在我们组所获得丙氨酸、脯氨酸和酪氨酸二肽分子稳定构象的基础上,组合得到CH3COAla-ProNHCH3(AP)和CH3COPro-TyrNHCH3(PY)两个三肽分子的初始构象。分别用从头算和ABEEMσπ力场方法优化得到稳定构象,以这些三肽分子稳定构象组合成四肽分子,并对其优化得到APY四肽的稳定构象。
2.利用ABEEMσπ极化力场,在298.15 K,NVT系综下对所得到的APY四肽的稳定构象进行分子动力学模拟。选取盒长为25.0 A×25.0 A×25.0 A的水盒子,模拟时间为1 ns。计算每1 ps得到的构象中非氢原子坐标与初始结构非氢原子的均方根偏差(RMSD)。结果表明,无论以理论模拟结构作为初始态,还是以实验结构作为初始态,在动力学过程中,达到动态平衡的时间基本一致,即两种来源的APY四肽相关的RMSD数值均在100 ps后趋于一个很小的值,这表明体系在100 ps后达到平衡。
3.应用 ABEEMσπ-GB/SA的极化力场模型,计算APY四肽的溶剂化自由能。其中溶剂化自由能的极性部分用广义玻恩模型(GB)计算,非极性部分通过溶剂可及表面积(SASA)计算获得。所得的溶剂化自由能的结果均为负值,表明各类APY四肽的构象都溶于水。
4.同时采用Tinker程序中的不同力场CHARMM、OPLS-AA、AMOEBA和AMBER,以及所对应的不同溶剂模型Hct/Still、Hct/Hct Still、Gk/Gk radius和Still,计算APY四肽的溶剂化自由能。将上述力场所得的计算结果与B3LYP/6-311++G(d,p)的结果进行比较。
参考文献
[1]First principles modelling of free-radical polymerisation kinetics[J].BenjaminB.Noble,MichelleL.Coote.International Reviews in Physical Chemistry.2013(3)
[2]Advances in Implicit Models of Water Solvent to Compute Conformational Free Energy and Molecular Dynamics of Proteins at Constant pH[J].Yury N.Vorobjev.Advances in Protein Chemistry and Structural Biology.2011
[3]A universal approach for continuum solvent p K a calculations:are we there yet?[J].Junming Ho,Michelle L.Coote.Theoretical Chemistry Accounts.2010(1-2)
[4]Chapter 7 Implicit Solvent Models in Molecular Dynamics Simulations:A Brief Overview[J].Alexey Onufriev.Annual Reports in Computational Chemistry.2008
[5]杨巧凤.CH_3COAla-Pro-TyrNHCH_3四肽及其水溶液体系结构和性质的理论研究[D].辽宁师范大学,2018.