排除体积、局部结构协同性与蛋白质折叠速率的聚合物物理
生物大分子
2009-11-13 v1 生物物理
化学物理
摘要
使用粗粒化变分模型研究了多种两态折叠蛋白质跨越能垒的聚合物动力学。只要在相互作用势中包含引起轻微结构协同性的排除体积项，该模型就能给出可靠的折叠速率预测。通常，协同折叠路径在折叠核的折叠区与未折叠区之间具有更锐利的界面以及更高的自由能垒。计算出的自由能垒与由接触序表征的天然拓扑强烈相关。增加折叠核的刚性会非均匀地改变所研究蛋白质集合中过渡态系综的局部结构。尽管如此，计算出的指前因子 k0 在整个蛋白质集合中相对均匀，1/k0 的变化小于五倍。这一直接计算证明了指前因子对所有小两态折叠蛋白质大致相同的普遍假设是合理的。使用从模型中获得的能垒高度和最佳拟合单体弛豫时间 30ns，我们发现 1/k0 为 (1-5)us（平均 1/k0 为 4us）。该模型可扩展以研究折叠的细微方面，例如折叠速率随稳定性或溶剂粘度的变化，以及下坡折叠的出现。
引用
@article{arxiv.0706.0185,
title = {Excluded volume, local structural cooperativity,and the polymer physics of protein folding rates},
author = {Xianghong Qi and John J. Portman},
journal= {arXiv preprint arXiv:0706.0185},
year = {2009}
}
备注
12 pages,6 figures,1 page supporting information.To be published in Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)(2007)