基于弹性网络的锌指蛋白局域分子场分析
生物物理
2017-08-23 v1
摘要
我们研究了两种设计型和一种天然型锌指肽，每种均具有Cys2His2 (CCHH)型金属结合基序。在我们发展的方法中，通过由广义简谐约束表示的分子场来描述Zn(II)-CCHH金属-残基簇之外的蛋白质和溶剂的作用。该场的强度经调整后，可重现参考全原子经验势模拟中得到的金属与簇的结合能分布。二次场使我们能够以本征模的形式解析地研究蛋白质对结合位点的约束。对这些本征模的考察表明，与实验观察一致，CCHH簇中的第一个组氨酸(H)在金属结合中具有重要性。此外，这些模式对应的本征值也表明，设计型蛋白质与金属形成了更紧密的复合物。我们发现，整体蛋白质和溶剂的响应倾向于使金属结合失稳，这强调了金属-残基相互作用的有利能量学对于驱动该系统折叠是必要的。通过局域场表示整体蛋白质和溶剂响应，使我们能够使用量子化学方法（此处使用半经验哈密顿量）对金属-残基簇进行蒙特卡罗模拟。对于从该模拟中采样的构型，我们利用密度泛函理论研究了用Fe(II)、Co(II)和Ni(II)替换Zn(II)的自由能。计算得到的选择性与实验结果相当吻合。
引用
@article{arxiv.1104.1337,
title = {An elastic-network based local molecular field analysis of zinc-finger proteins},
author = {Purushottam D. Dixit and D. Asthagiri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.1337},
year = {2017}
}