自适应多尺度分子动力学模拟及BAR蛋白诱导细胞膜成管的力学机制

2020-08-03 08:50:58
报告题目:自适应多尺度分子动力学模拟及BAR蛋白诱导细胞膜成管的力学机制
报告时间:2020年8月3日(周一) 10:00
报告地点:高新大厦15楼会议室1
报告人:修鹏 教授
 

个人简介修鹏,浙江大学工程力学系副教授,博士生导师。从事生物物理、生物力学领域的理论研究。研究课题包括:蛋白质调控细胞膜形变的力学机制,分子动力学模拟的新算法开发,蛋白质动力学,纳米材料与生物系统的相互作用。研究成果发表在《自然•纳米科技》、《美国化学学会会志》、《美国科学院院刊》、《物理评论快报》、《Small》等国际著名学术刊物上。以第一、并列第一或通讯作者发表的论文中,有封面文章2篇,亮点文章1篇。

摘要:本报告将围绕生物物理领域的两个重要问题展开:1)自适应多尺度分子动力学(MD)模拟:近年来,常规多尺度MD方法在模拟生物体系时遇到了很多困难。我们提出了一种全新的多尺度模拟策略——自适应多尺度模拟方法。该方法在全原子空间和粗粒化空间中同时进行MD模拟,不需要预先设置粗粒化力场,又保留了系统原子尺度的特征。在短肽和蛋白HP35的模拟中,我们的方法可以有效加速模拟(相对于平衡态模拟,至少加速2-3个数量级),成功抽样到重要构象区、同时很少访问不相关的构象区,并且得到的动力学路径至少部分是可靠的。2)BAR蛋白诱导细胞膜成管的力学机制:BAR蛋白是一种重要的膜曲率重塑蛋白;其诱导细胞膜所成的管状结构在细胞迁移、胞吞和胞吐等过程中发挥重要作用。基于连续介质力学建模和分子动力学模拟,我们对BAR蛋白诱导细胞膜成管的力学机制进行了系统研究,解释了细胞膜在BAR蛋白作用下为什么可以成管,推导得出了管径公式,并探讨了成管条件。

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