中文摘要：

生物分子序列与其结构和功能之间的关系仍然是一个没有解决的重大科学问题。利用我们发展的准重现图方法，我们发现了一些具有对称结构的蛋白质的氨基酸序列编码方式。本申请项目拟对所有具有对称结构的蛋白质分子进行全面深入地研究，证明这种编码方式的一般性，并利用分子动力学方法研究其在蛋白质折叠成核过程中和天然蛋白质稳定性中的作用。如果这种一般性得到证明，将使我们对生物分子序列编码三级结构的机制和三级结构构建规则

结论摘要：

生物分子序列与其结构和功能之间的关系仍然是一个没有解决的重大科学问题。本项目针对大量蛋白质结构呈现出对称性，研究这种对称性如何由氨基酸序列来编码以及这种编码的普遍性。我们发展了一套基于重现图和皮尔森关联的蛋白质序列和结构对称性的分析方法，系统地分析了各种对称蛋白结构域的序列与结构的关系，证明了蛋白质结构的对称性由其氨基酸序列的对称性编码的普遍性。我们不仅证明了不同类型蛋白质对称结构与其序列的对称性的一致性，也证明了同一种对称结构对应的不同的氨基酸序列都具有相同的对称性。我们还揭示了一直没有发现的免疫球蛋白序列隐含的对称性。我们进一步发展了基于全原子力场分子动力学的氨基酸间相互作用分析方法，对对称蛋白内部相互作用和稳定性进行了分析，结果显示了这些相互作用分布也具有对称性，对蛋白质稳定性起关键作用的氨基酸也具有对称分布，同时我们还发现了蛋白质与环境的相互作用对序列对称性的影响。这些结果不仅使我们对生物分子序列编码三级结构的机制和三级结构构建规则有新的认识，而且对逐步解决蛋白质折叠问题和指导分子设计具有重要的意义。