Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Động lực học cuốn protein trong môi trường tế bào

Luận án "Động lực học cuốn protein trong môi trường tế bào" thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của đường hầm thoát ribosome lên quá trình cuốn của các protein mới sinh và ảnh hưởng của đám đông đại phân tử lên cuốn của protein. Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Động lực học cuốn protein trong môi trường tế bàoBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOVIỆN HÀN LÂM KHOA HỌCVÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAMHỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ……..….***…………BÙI PHƯƠNG THUÝĐỘNG LỰC HỌC CUỐN PROTEINTRONG MÔI TRƯỜNG TẾ BÀOChuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toánMã số: 62 44 01 03TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝHà Nội – 2016Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamNgười hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Trịnh Xuân HoàngPhản biện 1: …Phản biện 2: …Phản biện 3: ….Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Họcviện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệViệt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm 201….Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ- Thư viện Quốc gia Việt NamMở đầu1. Tính cấp thiết của luận ánVật lý sinh học là lĩnh vực hiện nay đang rất được quan tâm trên thế giới và làmột trong những hướng nghiên cứu quan trọng của Vật lý trong thế kỷ 21. Ngàynay, các vấn đề nghiên cứu thường gặp trong vật lý nói chung và đặc biệt là cácbài toán lý sinh nói riêng đều rất phức tạp bởi vì các hệ được nghiên cứu có sốphần tử rất lớn và chúng luôn tồn tại trong trạng thái tương tác với nhau. Rất nhiềucác bài toán khó có thể tìm được lời giải giải tích hoặc bằng các phương phápthông thường, nhưng lại có thể giải quyết được nhờ sự hỗ trợ của máy tính bằngcác phương pháp mô phỏng. Từ vài thập kỷ nay, việc sử dụng các phương phápmô phỏng hiện đại trên cơ sở các kiến thức liên ngành về y học, sinh học, hóa họcvà vật lý nghiên cứu những vấn đề cơ bản liên quan đến sự sống đang phát triểnmạnh trên thế giới. Mô phỏng máy tính cũng đang được áp dụng hiệu quả trongviệc nghiên cứu các cơ chế gây ra các bệnh tật cho con người và thiết kế dượcphẩm trên máy tính, là những vấn đề có ý nghĩa to lớn đối với sức khoẻ con người.Trong các vấn đề của sinh học phân tử thì việc nghiên cứu về protein đã vàđang rất được quan tâm bởi vì protein là một thành phần không thể thiếu trong sựsống. Rất nhiều vấn đề về protein cho đến nay đã được làm rõ. Tuy nhiên, nhữnghiểu biết của chúng ta về các tính chất và hành xử của protein trong cơ thể sống cònrất hạn chế, trong đó có quá trình cuốn của protein trong tế bào. Sau khi được tổnghợp thành chuỗi polypeptide hoàn chỉnh tại ribosome, mỗi loại protein thường trảiqua một quá trình biến đổi động học về một loại cấu hình duy nhất có lợi về mặtnăng lượng và có thể thể hiện chức năng sinh học dựa trên trình tự amino acidchuyên biệt. Quá trình này gọi là quá trình cuốn của protein. Nếu protein cuốn saivà không bị phân huỷ hoàn toàn bởi các proteasome trong tế bào thì những proteinnày không chỉ mất đi các hoạt tính sinh học thông thường mà chúng còn có thể kếttụ thành những cấu trúc dạng sợi không hoà tan, được biết có thể dẫn đến một sốbệnh thoái hoá có tiến triển nghiêm trọng như các bệnh Alzheimer và Parkinson,bệnh bò điên, tiểu đường tuýp II. Vì vậy, nghiên cứu về quá trình cuốn của proteintrong các điều kiện bên trong tế bào là đặc biệt cần thiết. Quá trình này diễn ranhư thế nào? Bị ảnh hưởng ra sao bởi các quá trình sinh tổng hợp protein tại cácribosome? Protein làm cách nào để cuốn chính xác và nhanh chóng trong một môitrường đông đúc bên trong tế bào?Do các khó khăn gặp phải khi tiến hành các thí nghiệm quan sát trực tiếp trongcơ thể sống nên các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào nghiên cứu tínhchất cuốn của protein trong ống nghiệm. Cho đến gần đây, rất nhiều nhóm nghiêncứu thực nghiệm trên thế giới tập trung vào tìm hiểu cơ chế cuốn của các proteintrong tế bào. Trong khi đó, các nghiên cứu lý thuyết về vấn đề này còn khá nghèonàn do hạn chế về tốc độ máy tính. Trong lịch sử hơn 50 năm nghiên cứu về quátrình cuốn của protein, và khoảng 20 năm nghiên cứu về quá trình cuốn của proteintrong tế bào, chúng ta đã thu được được những thành tựu đáng kể. Các nghiên cứugần đây đã tìm thấy bằng chứng cho thấy quá trình cuốn của protein mới sinh xảyra đồng thời với quá trình dịch mã bên trong đường hầm thoát của ribosome. Dotính định hướng của quá trình dịch mã nên quá trình cuốn đồng dịch mã tuân theocơ chế cuốn vector (cuốn định hướng). Tốc độ dịch mã có thể ảnh hưởng tới tốcđộ cuốn. Và ngược lại, sự hình thành của các cấu trúc cuốn giúp protein mới sinhchống lại sự cản trở dịch mã của hầm thoát tác động lên chuỗi SecM. Như vậy, cácnghiên cứu hiện nay chủ yếu tập trung vào quá trình cuốn đồng dịch mã và mốiquan hệ giữa quá trình cuốn và quá trình dịch mã. Do đó, vẫn còn rất nhiều vấnđề liên quan đến quá trình cuốn của chuỗi mới sinh sau dịch mã và mối quan hệgiữa quá trình cuốn và quá trình thoát khỏi đường hầm ribosome cần được làm rõ.Trong khi đó, ở Việt Nam hiện nay vẫn chưa có nhóm nghiên cứu nào thực hiệncác nghiên cứu về vấn đề này.Vì vậy, để làm phong phú hơn hiểu biết của chúng ta về quá trình cuốn củaprotein, chúng tôi thực hiện nghiên cứu về động lực học cuốn protein trong môitrường tế bào bằng phương pháp mô phỏng, trong đó tập trung nghiên cứu quátrình cuốn và thoát ra của protein mới sinh sau dịch mã tại đường hầm thoát ribosome và ảnh hưởng đám đông đại phân tử lên quá trình cuốn protein. Do nhữngkhó khăn gặp phải khi mô phỏng số lượng phân tử, nguyên tử rất lớn nên trongnghiên cứu này, chúng tôi sử dụng các mô hình đơn giản hoá cho protein, đườnghầm thoát ribosome và cho các đại phân tử đám đông.22. Mục tiêu nghiên cứu của luận ánNghiên cứu ảnh hưởng của đường hầm thoát ribosome lên quá trình cuốn củacác protein mới sinh và ảnh hưởng của đám đông đại phân tử lên cuốn của protein.3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận ánCác hiểu biết đại cương về protein và quá trình cuốn của protein được giớithiệu trong các chương 1, 2, 3 của luận án này. Chương 4 của luận án trình bày cácphương pháp sử dụng để thực hiện mô phỏng và xử lý số liệu. Các kết quả về qu ...