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科学计算案例

2014/03/10

香港科技大学黄旭辉课题组致力于通过分子动力学的方法对RNA聚合酶转录中的一些重要的动力学过程进行研究。例如转录中模版DNA链的迁移机制,RNA聚合酶的扳机式环状区域的构象变化机制,聚合酶催化产物的释放过程以及模版DNA链核苷酸与底物的误配对导致的对其动力学特性的影响等。而这些过程是很难通过实验手段来观察的,所以理论计算的方法就体现出了它的优越性。

课题组对RNA聚合酶的研究有丰富的经验,与斯坦福大学的Kornberg R.D(2006年诺贝尔化学奖得主)有着密切的合作关系。相关工作在国际顶级杂志发表:Science 2009, 324, 1203-1206; PNAS 2010, 107, 9584-9589;PNAS 2010, 107, 15745-15750; Science 2011, 333, 633-637。并且团队还具有开发前沿理论计算方法(如马尔科夫态模型)及基于统计力学采样算法的丰富经验。这些优势与深圳超算结合将大大推进人类对RNA合成这一分子生物学中心法则中的一步的机理的了解。

从2012以来,课题组运用深圳超算资源运行分子动力学模拟并结合马尔科夫态模型来研究单个生物分子构象变化的工作已在顶级期刊发表。

Qiao, Q., Bowman, G.R., Huang, X., “Dynamics of an intrinsically disordered protein reveal metastable conformations that potentially seed aggregation”, J. Am. Chem. Soc., 135 (43), 16092–16101, (2013)

Da, L., Pardo-Avila, F., Wang, D., Huang, X., “A Two-State Model for the Dynamics of the Pyrophosphate Ion Release in Bacterial RNA Polymerase”, PLoS. Comp. Bio., 9(4): e1003020, (2013)