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SNP变异与MD动力学结合教程

共计 30 章节
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01
课程导论
SNP变异概述 · 分子动力学模拟简介 · 二者结合的意义与应用前景
课程导论SNP
02
生物信息学基础
DNA序列 · 基因与变异的基本概念 · 人类基因组参考序列
生物信息学基础DNA
03
单核苷酸多态性（SNP）原理
SNP的定义 · 分类（同义/非同义/无义） · 数据库（dbSNP
SNP单核苷酸多态性
04
SNP功能预测工具
SIFT · PolyPhen-2 · PROVEAN的原理与使用方法
SNP功能预测工具
05
氨基酸突变（nsSNP）对蛋白质结构的影响
突变位点定位 · 理化性质改变 · 结构稳定性评估
nsSNP氨基酸突变
06
蛋白质结构数据库（PDB）
PDB文件格式 · 二级结构 · 三级结构
PDB蛋白质结构数据库
07
同源建模
当SNP位点无实验结构时 · 利用SWISS-MODEL或Mode…
同源建模SNP
08
分子动力学模拟基础
牛顿力学 · 力场（AMBER · CHARMM
分子动力学模拟基…牛顿力学
09
GROMACS入门
安装 · 基本命令 · 拓扑文件构建
GROMACS安装
10
GROMACS模拟流程
NVT平衡 · NPT平衡 · 成品模拟
GROMACS模拟流程
11
构建SNP突变体结构
在PDB或同源模型上手动替换残基（P… · Chimera · MODELLER）
SNP构建
12
突变体拓扑生成
修改残基类型 · 处理非标准残基 · 力场参数调整
突变体拓扑生成修改残基类型
13
野生型与突变体分别进行MD模拟
并行模拟策略 · 计算资源分配
MD野生型
14
轨迹分析基础
RMSD分析——评估蛋白构象稳定性
轨迹分析基础RMSD
15
均方根波动（RMSF）
识别突变导致柔性变化的区域
RMSF均方根波动
16
回旋半径（Rg）
衡量蛋白紧密度的变化
Rg回旋半径
17
氢键分析
突变后内部氢键网络的变化
氢键分析突变后内部氢键网…
18
溶剂可及表面积（SASA）
突变对疏水核心暴露的影响
SASA溶剂可
19
自由能景观与聚类
利用PCA降维提取主要运动模式 · 绘制自由能图
自由能景观聚类
20
结合自由能计算（MM/PBSA）
原理 · gmx_MMPBSA工具使用 · 突变对配体结合的影响
MM/PBSA结合自由能计算
21
分子对接基础
AutoDock Vina或Glid… · 分子对接受体与配体的准备
分子对接基础AutoDock
22
SNP影响药物结合的案例分析
以某药物靶点（如EGFR T790M…
SNP影响药物结合的案…
23
动力学稳定性与致病性关联
利用模拟结果解释SNP为何致病
动力学稳定性致病性关联
24
高阶分析
残基相互作用网络（RIN） · 动态互相关矩阵（DCCM）
高阶分析RIN
25
并行加速与GPU模拟
GROMACS在GPU上的配置 · 性能优化
GPU并行加速
26
批量处理脚本
自动化野生型/突变型模拟流程（She…
批量处理脚本She
27
结果可视化
VMD · PyMOL动画制作 · Gnuplot或Python绘图
结果可视化VMD
28
完整案例实战
选取一个已知疾病相关SNP（如TP5… · 从头模拟并解释后果
完整案例实战SNP
29
论文与报告撰写
如何汇报MD结果 · 数据表格 · SVG图
论文报告撰写
30
课程总结与进阶方向
机器学习预测SNP效应 · 增强采样技术 · 多尺度模拟
课程总结进阶方向