简介: |
自然状态下，蛋白质在溶液中从一条随机缠卷的多肽链折叠成特有的三维空间结构，以实现相应的生物功能，这个过程称为蛋白质折叠。从氨基酸序列出发研究蛋白质如何折叠成自然态结构是蛋白质科学领域的重大问题, 也是本项研究的主题。蛋白质折叠是一个复杂的物理、化学和生物过程，涉及到热力学、统计力学、高分子动力学等多个领域的相关知识，单独从宏观或者微观角度出发，试图建立蛋白折叠物理模型的努力，都面临着巨大的困难。蛋白质在生物体内以大量分子的集体形式存在，结构折叠是一个随机过程，分子群体运动形成可观测的宏观物理量; 同时，单个分子在溶液环境下作无规则布朗运动，对单个分子的运动轨迹进行描述是极其困难的; 此外，在蛋白质折叠过程中始终存在熵和焓之间的微妙平衡关系，结构状态与自由能的微小变化紧密相关。因此，统计热力学的方法是研究蛋白质分子运动规律的最佳途径。本项研究从溶液环境下疏水、氢键等重要作用力的机理出发，以蛋白质分子系综（ensemble）为研究对象，通过对蛋白质结构概率分布函数（distribution function）和配分函数(partition function)的表述，在分子微观结构与系统的熵（entropy）/自由能(free energy)之间建立关系，试图发展蛋白质折叠的统计热力学理论，进而为蛋白质结构宏观热力学研究提供重要的微观统计力学机理。
个人简介：清华大学周培源应用数学研究中心副研究员。1998年在大连理工大学工程力学系获得学士学位，2003年在清华大学获得硕士、博士学位。2005年至今在清华大学周培源应用数学研究中心工作，目前主要从事蛋白质结构的动力学过程、氨基酸残基多体作用及其接触势能的研究；开设有《蛋白质结构动力学》研究生课程。 |
