膜环境中肽的自由能景观与插入路径

构建了短肽——具体为pH低插入肽（pHLIP）变体——在脂质双分子层或细胞膜异质环境中的自由能景观，考虑了主导相互作用集合以及肽骨架的构象偏好。我们的方法将多肽骨架沿骨架断裂的内部氢键解释为从螺旋参考态激活的统计相互作用准粒子。 favored构象取决于局部环境（从极性到非极性），具体取决于外部氢键（与$\mathrm{H_2O}$分子或脂质头基）替代内部氢键的可用性。主导侧链贡献通过残基特异性在极性与非极性环境间的转移自由能计入。自由能景观对膜周围水环境的pH水平敏感。对于高pH，我们识别出自由能下降的路径，表明膜吸附肽与溶液中肽的共存。pH下降提高了带负电残基的质子化度，从而增加了靠近C末端的肽段疏水性。对于低pH，我们识别出膜吸附态与C末端已穿越膜的稳定跨膜态之间的插入路径。