蛋白质-蛋白质相遇的动力学：一种带有反应补丁的 Langevin 方程方法
生物大分子
2009-11-13 v1 亚细胞过程
摘要
我们利用一种考虑直接力、空间力和热力的 Langevin 方程方法，研究了蛋白质-蛋白质相遇复合物的形成。我们选取了三个具有明显不同特性的模型系统：barnase:barstar、cytochrome c:cytochrome c peroxidase 和 p53:MDM2。在每种情况下，蛋白质被建模为球形粒子、偶极球体或带有单个偶极子的多个小珠子的集合。根据已知的蛋白质复合物实验结构，在模型蛋白质上放置球形反应补丁。在计算机模拟中，通过改变盒子大小来改变浓度。相遇被定义为反应补丁的重叠，并记录相应的首次通过时间以及相遇前不成功接触的次数。我们发现相遇频率与蛋白质浓度呈线性关系，从而证明我们的微观模型产生了定义明确的宏观相遇速率。相遇前不成功接触的次数随着相遇速率的增加而减少，范围从 20 到 9000。对于所有三个模型，获得的相遇速率都在实验测量的结合速率的一个数量级之内。静电导向作用可将结合增强高达 50 倍。如果扩散相遇占主导地位 (p53:MDM2) 或与静电导向作用同等重要 (barnase:barstar)，则相遇速率随着补丁半径的减小而降低。更详细的蛋白质形状建模会使相遇速率降低 5% 到 95%。我们的研究展示了蛋白质-蛋白质结合的一般原理如何受到所考虑系统分子特征的调节。此外，它使我们能够评估不同的粗粒化策略，以用于未来大型蛋白质复合物动力学的建模。
引用
@article{arxiv.0809.2871,
title = {Dynamics of protein-protein encounter: a Langevin equation approach with reaction patches},
author = {Jakob Schluttig and Denitsa Alamanova and Volkhard Helms and Ulrich S. Schwarz},
journal= {arXiv preprint arXiv:0809.2871},
year = {2009}
}